風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統技術方案

本發明專利技術公開的風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，包括有設置于風電塔筒內的紅外非接觸溫度采集系統，紅外非接觸溫度采集系統由多個紅外非接觸溫度采集板依次連接組成，多個紅外非接觸溫度采集板分別設置于每節塔筒內母線的連接段上，紅外非接觸溫度采集系統通過電源線與電源系統連接，紅外非接觸溫度采集系統還與數據匯總及故障顯示系統連接，數據匯總及故障顯示系統通過光纖與監控中心的后臺系統連接。本發明專利技術的風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，實現了母線槽升溫中的實時監測和預報，提高了風力發電和運行的穩定性。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開的風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，包括有設置于風電塔筒內的紅外非接觸溫度采集系統，紅外非接觸溫度采集系統由多個紅外非接觸溫度采集板依次連接組成，多個紅外非接觸溫度采集板分別設置于每節塔筒內母線的連接段上，紅外非接觸溫度采集系統通過電源線與電源系統連接，紅外非接觸溫度采集系統還與數據匯總及故障顯示系統連接，數據匯總及故障顯示系統通過光纖與監控中心的后臺系統連接。本專利技術的風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，實現了母線槽升溫中的實時監測和預報，提高了風力發電和運行的穩定性?！緦＠f明】風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統
本專利技術屬于風力發電在線監測系統
，涉及一種風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統。
技術介紹
風力發電容易受大氣候、微地形及微氣象條件的影響，導致風力發電設備事故頻繁發生，從而造成巨大的經濟損失。母線槽較原用的風電專用電纜在施工、費用、載流能力、散熱性能存在巨大的優勢，因此如今已基本上完全采用母線槽代替電纜。 目前，我國風力發電母線槽主要存在以下兩個隱患:其一、溫差及濕度大的地區水汽容易在母排表面和絕緣薄膜周圍形成凝露，絕緣受潮并造成絕緣劣化；其二、塔筒在運行過程中是劇烈晃動的，這將不可避免造成密集型母線、母排之間的磨擦，日積月累造成絕緣薄膜磨損并發生擊穿現象釀成重大事故。因此，開發出一種風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統顯得尤為重要。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，實現了母線槽升溫中的實時監測和預報，提高了風力發電和運行的穩定性。 本專利技術所采用的技術方案是，風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，包括有設置于風電塔筒內的紅外非接觸溫度采集系統，紅外非接觸溫度采集系統由多個紅外非接觸溫度采集板依次連接組成，多個紅外非接觸溫度采集板分別設置于每節塔筒內母線的連接段上，紅外非接觸溫度采集系統通過電源線與電源系統連接，紅外非接觸溫度采集系統還與數據匯總及故障顯示系統連接，數據匯總及故障顯示系統通過遠程通訊網絡與監控中心的后臺系統連接。 本專利技術的特點還在于: 紅外非接觸溫度采集系統通過RS485總線或Zigbee無線網絡與數據匯總及故障顯示系統連接。 多個紅外非接觸溫度采集板之間采用RS485總線連接或Zigbee無線網絡連接。 紅外非接觸溫度采集板，包括有第一微控制器單元，第一微控制器單元分別與實時時鐘模塊、Zigbee模塊、故障指示燈及信號獲取及電壓放大電路連接；信號獲取及電壓放大電路通過屏蔽線與紅外測溫探頭連接。 第一微控制器單元為MSP430單片機。 數據匯總及故障顯示系統，包括有第二微控制器單元，第二微控制器單元通過SPI通信總線與數據存儲模塊連接，第二微控制器單元分別通過RS232總線與顯示及報警模塊、Zigbee模塊接口及遠程通訊系統連接，遠程通訊系統與后臺系統連接。 第二微控制器單元通過一個I/O 口與看門狗電路相連。 第二微控制器單元為MSP430單片機。 數據存儲模塊為FLASH閃存器，其內部的存儲器芯片型號為AT29C040。 顯示及報警模塊包括有LCD液晶顯示屏和蜂鳴器；信號獲取及電壓放大電路包括有信號調理電路、通道控制電路及A/D轉換電路；遠程通訊系統為串口服務器、光纖交換機或無線公網DTU。 本專利技術的有益效果在于: 1.本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統內的紅外非接觸溫度采集板采用獨特設計，可實時采集母線槽溫度變化信息，監控中心可遠程對紅外非接觸溫度采集板的采用時間間隔、紅外熱傳感器基準等運行參數進行設置。 2.本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統可通過提前安裝在母線相接處的紅外測溫探頭采集其溫度，根據熱學分析判斷出問題的具體部位從而提醒工作人員，在母線排溫升過大前期給出預報警信息，及時采取措施來提高風力發電設備運行的穩定性。 3.為了保證本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統在大電流環境下測得溫度準確性，不僅采取硬件抗干擾措施，同時采取軟件抗干擾措施；在硬件設計上，實現整機高屏蔽及高密封設計，具有良好的耐高溫及耐腐蝕性能，并采用看門狗電路、等電位接地等方法，以增強其抗干擾性能并有效防止了系統的死機；軟件采取了陷阱技術、冗余設計、濾波技術和故障自動恢復技術等措施。 4.本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統將溫度采集節點采集到的故障數據先存入FLASH存儲器中，并通過串口服務器轉發給后臺系統(光纖交換機或無線公網DTU)，再由其傳送至后臺，因此可以對一段時期內的監測數據進行處理和分析和保存，并建立該風力發電母線槽溫度信息數據庫。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統的結構示意圖； 圖2是本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統內紅外非接觸溫度采集板的結構示意圖； 圖3是本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統內數據匯總及故障顯示系統的結構示意圖。 圖中，1.紅外非接觸溫度采集板，2.電源系統，3.數據匯總及故障顯示系統， 4.第一微控制器單兀，5.數據存儲模塊,6.Zigbee模塊,7.顯不及報警模塊,8.實時時鐘模塊，9.紅外測溫探頭，10.信號獲取及電壓放大電路，11.遠程通訊系統，12.后臺系統， 13.Zigbee模塊接口，14.故障指示燈，15.第二微控制器單元。 【具體實施方式】 下面結合附圖和【具體實施方式】對本專利技術進行詳細說明。 由于風的作用，風電塔筒會發生擺動(最大偏離可達2米)；長時間就會導致固定螺絲松動，導致連接處的接觸電阻增大，電能損耗增加，更甚者會使母排發生相互摩擦，使絕緣材料粉末化，最終會因絕緣層擊穿而燒毀。本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統利用提前安裝在母線相接處的紅外非接觸溫度采集板采集其溫度，根據熱學分析判斷出問題的具體部位從而提醒工作人員，在母線排溫升過大前期給出預報警信息，及時采取措施來提高風力發電設備運行的穩定性。 本專利技術風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，其結構如圖1所示，包括有設置于風電塔筒內的紅外非接觸溫度采集系統，紅外非接觸溫度采集系統由多個紅外非接觸溫度采集板I依次連接組成，多個紅外非接觸溫度采集板I分別設置于每節塔筒內母線的連接段上，紅外非接觸溫度采集系統通過電源線與電源系統2連接，紅外非接觸溫度采集系統還與數據匯總及故障顯示系統3連接，數據匯總及故障顯示系統3通過遠程通訊網絡與監控中心的后臺系統12連接。 多個紅外非接觸溫度采集板I之間采用RS485總線連接或Zigbee無線網絡連接。 紅外非接觸溫度采集系統通過RS485總線或Zigbee無線網絡與數據匯總及故障顯示系統3連接。 紅外非接觸溫度采集板1，其結構如圖2所示，包括有第一微控制器單元4，第一微控制器單元4分別與實時時鐘模塊8、Zigbee模塊6、故障指示燈14及信號獲取及電壓放大電路10連接；信號獲取及電壓放大電路10通過屏蔽線與紅外測溫探頭9連接；信號獲取及電壓放大電路10與紅外測溫探頭9構成溫度采集模塊。 數據匯總及故障顯示系統3，其結構如圖3所示，包括有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
風力發電專用母線槽發熱故障在線診斷系統，其特征在于，包括有設置于風電塔筒內的紅外非接觸溫度采集系統，所述紅外非接觸溫度采集系統由多個紅外非接觸溫度采集板(1)依次連接組成，多個紅外非接觸溫度采集板(1)分別設置于每節塔筒內母線的連接段上，所述紅外非接觸溫度采集系統通過電源線與電源系統(2)連接，所述紅外非接觸溫度采集系統還與數據匯總及故障顯示系統(3)連接，所述數據匯總及故障顯示系統(3)通過遠程通訊網絡與監控中心的后臺系統(12)連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃新波，陳子良，田毅，趙偉強，廖明進，
申請(專利權)人：西安工程大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61