一種風電機組的雙重化電氣安全系統技術方案

本發明專利技術公開一種風電機組的雙重化電氣安全系統，包括連接在風電機組變壓器的低壓側的低壓側斷路器，還包括高壓側保護組件以及分別與高壓側保護組件、低壓側斷路器連接的控制系統，高壓側保護組件連接在風電機組變壓器的高壓側；控制系統在檢測到有電氣故障發生時，根據故障類型控制高壓側保護組件、低壓側斷路器在被觸發前動作，以對應斷開風電機組的高壓側電路、低壓側電路。本發明專利技術具有結構簡單緊湊、成本低廉、能夠實現雙重的電氣保護功能且安全性能高、保護范圍大的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及風電機組電氣安全
，尤其涉及一種風電機組的雙重化電氣安全系統。
技術介紹
電力系統中對于重要節點或高價值設備，需實施雙重的電氣安全保護。雙重保護系統即是要求安全電器存在失效而失去保護功能時，存在兩套保護系統使得同時失效的可能性大大減小，從而通過配置兩套電氣安全系統，可以將電氣故障對重要節點或高價值設備造成的損失減少到最低。目前風電機組的電氣保護系統通常是由單保護結構構成，單保護結構的電氣保護系統易失效而造成無法執行保護，保護級別以及保護范圍均受限，而隨著風電機組單機容量的不斷增大，單機的價值也越來越高，相應的電氣故障導致風機燒毀而造成損失已不能接受。在風電機組的電氣保護系統中引入雙重化的保護結構，則可以有效降低保護系統失效的可能性，提高保護級別以及保護范圍。目前風力發電機組中采用雙重保護系統主要包括兩類：一類是是將雙重保護系統均設置于低壓側，該類保護系統使得保護范圍也僅限于低壓側的系統，因而依然無法實現高級別、保護范圍廣的電氣保護；另一類是國外針對2MW、3MW以上機組設計的雙重保護系統，在低壓側和高壓側均配備電氣保護系統，但由于我國主流使用的為1.5/2MW機組，與2MW、3MW以上機組具有較大的差別。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本專利技術提供一種結構簡單緊湊、成本低廉、能夠實現雙重的電氣保護功能且安全性能高、保護范圍大的風電機組的雙重化電氣安全系統。為解決上述技術問題，本專利技術提出的技術方案為：一種風電機組的雙重化電氣安全系統，包括連接在風電機組變壓器的低壓側的低壓側斷路器，其特征在于：還包括高壓側保護組件以及分別與所述高壓側保護組件、低壓側斷路器連接的控制系統，所述高壓側保護組件連接在所述風電機組變壓器的高壓側；所述控制系統在檢測到有電氣故障發生時，根據故障類型控制所述高壓側保護組件、低壓側斷路器在被觸發前動作，以對應斷開風電機組的高壓側電路、低壓側電路。作為本專利技術的進一步改進：所述高壓側保護組件為高壓熔斷器、具有電氣開斷功能的負荷開關、具有電氣開斷功能的熔斷器組合開關、高壓斷路器中的一種。作為本專利技術的進一步改進：所述低壓側斷路器具體設置在所述風電機組變壓器內的低壓側，或所述低壓側斷路器具體設置在塔基、塔筒、機艙或變流器柜內。作為本專利技術的進一步改進：所述低壓側斷路器的控制端還連接至風電機組自用電回路。作為本專利技術的進一步改進：還包括連接在風電機組自用電回路中的自用電保護組件，所述自用電保護組件與所述控制系統連接。作為本專利技術的進一步改進：所述自用電保護組件連接在風電機組的輔助供電變壓器的原邊側或副邊側。作為本專利技術的進一步改進：所述自用電保護組件為斷路器、具有電氣開斷功能的負荷開關以及與具有電氣開斷功能的熔斷器組合開關中的一種。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：1）本專利技術風電機組的雙重化電氣安全系統，在高壓側以及低壓側分別設置保護結構，能夠實現高壓側與低壓側的寬范圍電氣安全保護，同時結合控制系統構成雙重化電氣安全結構，具有雙重的電氣安全保護功能，控制系統在有故障發生時，而電氣安全保護系統還未被觸發動作之前，控制高壓側保護組件、低壓側斷路器動作斷開電路，大大提高了電氣保護系統的安全保護等級，可以達到預防潛在故障發生的功能；且由于事先切斷了可能誘發故障的電路，可以在故障發展初期即按要求切斷對應電氣線路，保障風電機組的電氣安全，有效預防和阻止故障的進一步發生；2）本專利技術風電機組的雙重化電氣安全系統中低壓側斷路器進一步還連接至風電機組自用電回路，從而在可以同時控制風機電能向電網傳輸線路、以及風電機組自用電回路的開斷，保證風電機組變壓器低壓側的電氣安全；3）本專利技術風電機組的雙重化電氣安全系統進一步包括自用電保護組件，通過自用電保護組件控制風電機組自用電回路的閉合和斷開，實現風機低壓側的風電機組自用電回路電壓等級的保護功能，從而進一步提高風電機組電氣安全系統的安全性能，同時增加保護范圍。附圖說明圖1是本專利技術實施例1中風電機組的雙重化電氣安全系統的結構示意圖。圖2是本專利技術實施例2中第一種風電機組的雙重化電氣安全系統的結構示意圖。圖3是本專利技術實施例2中第二種風電機組的雙重化電氣安全系統的結構示意圖。具體實施方式以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本專利技術作進一步描述，但并不因此而限制本專利技術的保護范圍。實施例1：如圖1所示，本實施例風電機組的雙重化電氣安全系統包括連接在風電機組變壓器的低壓側的低壓側斷路器B，還包括高壓側保護組件A以及分別與高壓側保護組件A、低壓側斷路器B連接的控制系統，高壓側保護組件A連接在風電機組變壓器的高壓側；控制系統在檢測到有電氣故障發生時，根據故障類型控制高壓側保護組件A、低壓側斷路器B在被觸發前動作，以對應斷開風電機組的高壓側電路、低壓側電路。本實施例控制系統具體采用風電機組的主控系統，當然也可以根據實際需求采用風機變流器控制系統等，控制系統的具體控制策略可根據實際需求設置及調整。風電機組主要有3種電壓等級，分別為：變壓器（箱變）高壓側、變壓器低壓側用于傳輸風機電能的電壓等級以及風機自用電系統的電壓等級，其中變壓器高壓側的電壓等級為10kv、20kv以及35kv等，變壓器低壓側用于傳輸風機電能的電壓等級通常為480Vac、620Vac、690Vac、1000Vac等，風機自用電的電壓等級通常為400Vac以及230Vac等。變壓器低壓側與高壓側或低壓側中不同電壓等級之間作為同一個電氣系統的一部分，彼此會相互影響，其中一個位置處的故障可能引發電壓系統其它位置受到損害或誘發短路，而引起次生災害。本實施例將電力系統雙重化的思想引入風電機組的電氣系統中，在不增加成本的情況下，由控制系統將機組的電氣保護系統的安全級別擴展到最高。在高壓側以及低壓側分別設置保護結構，能夠實現高壓側與低壓側的寬范圍電氣安全保護，同時結合控制系統構成雙重化電氣安全結構，具有雙重的電氣安全保護功能，當系統檢測到有故障發生時，而高壓側保護組件A、低壓側斷路器B的電氣安全保護系統還未被觸發動作之前，通過控制系統來控制高壓側保護組件A、低壓側斷路器B動作斷開電路，大大降低了電氣保護系統失效的可能性，從而提高了電氣保護系統的安全保護等級，可以達到預防潛在故障發生的功能；且由于事先切斷了可能誘發故障的電路，可以在故障發展初期即按要求切斷對應電氣線路，保障風電機組的電氣安全，有效預防和阻止故障的進一步發生。本實施例控制系統可以根據實際需求設置控制高壓側保護組件A、低壓側斷路器B動作的故障類型，例如可能導致較大危害的故障等。本實施例中，高壓側保護組件A為高壓熔斷器、具有電氣開斷功能的負荷開關、具有電氣開斷功能的熔斷器組合開關、高壓斷路器中的一種，可根據實際需求進行選取其他具有電氣開斷功能的開關器件。本實施例中，低壓側斷路器B具體設置在風電機組變壓器內的低壓側，或低壓側斷路器B具體設置在塔基、塔筒、機艙或變流器柜內。低壓側斷路器B位于風電機組變壓本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風電機組的雙重化電氣安全系統，包括連接在風電機組變壓器的低壓側的低壓側斷路器，其特征在于：還包括高壓側保護組件以及分別與所述高壓側保護組件、低壓側斷路器連接的控制系統，所述高壓側保護組件連接在所述風電機組變壓器的高壓側；所述控制系統在檢測到有電氣故障發生時，根據故障類型控制所述高壓側保護組件、低壓側斷路器在被觸發前動作，以對應斷開風電機組的高壓側電路、低壓側電路。

【技術特征摘要】
1.一種風電機組的雙重化電氣安全系統，包括連接在風電機組變壓器的低壓側的低壓側斷路器，其特征在于：還包括高壓側保護組件以及分別與所述高壓側保護組件、低壓側斷路器連接的控制系統，所述高壓側保護組件連接在所述風電機組變壓器的高壓側；所述控制系統在檢測到有電氣故障發生時，根據故障類型控制所述高壓側保護組件、低壓側斷路器在被觸發前動作，以對應斷開風電機組的高壓側電路、低壓側電路。
2.根據權利要求1所述的風電機組的雙重化電氣安全系統，其特征在于：所述高壓側保護組件為高壓熔斷器、具有電氣開斷功能的負荷開關、具有電氣開斷功能的熔斷器組合開關、高壓斷路器中的一種。
3.根據權利要求2所述的風電機組的雙重化電氣安全系統，其特征在于：所述低壓側斷路器具體設置在所述風電機組變壓器內的低壓側，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙燕峰，于向軍，蔣耀生，袁瑩，劉璐，程肖倜，李崢嶸，
申請(專利權)人：南車株洲電力機車研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43