【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及涉及風力發(fā)電工程及電流測量，具體涉及一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置及方法。
技術介紹
1、雷擊是造成風力發(fā)電機葉片損壞的重要原因。雷擊不但引起葉片復合材料結構損傷，甚至引發(fā)火災和導致風機停機等重大事故。風機葉片通過在表面設置多個金屬接閃器并與內部的接地引下線連接實現對雷電流的疏導。但是，當雷擊位置偏離接閃器或者接地引下線接觸不良時，雷電流的不正確泄放通常是造成雷擊事故直接原因。因此，準確監(jiān)測和記錄風機葉片的雷電流波形，對于準確分析診斷風機葉片的損傷事故原因、提高風電機組的防雷保護水平具有重要意義。
2、現有的風力發(fā)電機葉片雷電流監(jiān)測主要有無源式和有源式兩種技術方案。其中，無源式監(jiān)測方法主要是利用布置于葉片接地引下線根部的磁鋼棒或者磁卡來記錄雷電流的峰值。具體而言，當雷電流通過引下線時，雷電流產生的磁場使磁鋼棒或者磁卡磁化。由于磁鋼棒具有較強的磁矯頑特性，所以雷電流通過后磁鋼棒仍能保留較大的剩磁，通過檢測其剩磁的大小即可確定被測雷電流幅值的大小。這種無源式測量方法無需外接電源、成本低、安裝方便，目前廣泛應用于風電機組的雷電流監(jiān)測。但是，無源式方法主要的局限性在于：①?該方法只能記錄雷電流峰值，無法提供雷電流的時域波形信息，難以滿足機組雷擊故障分析研判的需求；②?監(jiān)測實時性差、數據獲取困難，該方法需要運維人員定期登高作業(yè)到機艙葉輪處取下磁卡進行讀取，解析記錄的數據，增加了運維成本和數據獲取復雜性；③?測量數據的準確性不足，由于磁卡的物理特性，可能會受到環(huán)境因素的影響，導致記錄的準確性和可靠性下降。
...【技術保護點】
1.一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，包括感應觸發(fā)單元（1），所述感應觸發(fā)單元（1）由無源線圈構成，無源線圈與用于雷電流引流的葉片接地引下線相連；
2.根據權利要求1所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，當雷電流流經引下線時，無源線圈低壓側感應輸出觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖傳遞到雷電流錄波單元（2）與無線通訊單元（3），進而激活雷電流監(jiān)測裝置采集雷電流波形。
3.根據權利要求1所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，所述雷電流錄波單元（2）包括Rogowski線圈模塊（21）、積分電路模塊（22）以及錄波儀模塊（23）；所述Rogowski線圈模塊（21）套放在風機葉片根部接地引下線上，基于電磁感應定律獲得雷電流梯度，Rogowski線圈模塊（21）與積分電路模塊（22）相連，并通過積分電路模塊（22）對雷電流梯度進行還原，所述積分電路模塊（22）與錄波儀模塊（23）相連，并通過錄波儀模塊（23）采集儲存積分電路模塊（22）輸出的電流波形。
4.根據權利要求1所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，所述自取能
5.根據權利要求1所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，所述取能模塊（41）由絕緣外殼（411）、第一固定永磁體（413）、第二固定永磁體（414）、運動永磁體（415）和感應線圈（412）構成；第一固定永磁體（413）與第二固定永磁體（414）安裝于絕緣外殼（411）兩端，用于增強絕緣外殼（411）空腔中的磁場以及增加運動永磁體（415）速度，運動永磁體（415）自由放置于絕緣外殼（411）空腔中，在風機葉片旋轉時，進行由第一固定永磁體（413）到第二固定永磁體（414）間的往復運動，感應線圈（412）緊密貼合絕緣外殼（411）空腔，基于電磁感應原理輸出交變電流。
6.根據權利要求5所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，所述AC-DC轉化模塊（42）包括整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，并用于將感應線圈（412）產生的交變電流變換為穩(wěn)定直流輸出。
7.一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測方法，其特征在于，所述監(jiān)測方法采用權利要求1-6任意一項所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置來實現，包括：
8.根據權利要求7所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測方法，其特征在于，所述自取能供電單元（4）在風機葉片正常運行時，平均功率為5mW以上。
9.根據權利要求7所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測方法，其特征在于，所述無線通訊單元（3）采用Lora無線通信模塊。
...【技術特征摘要】
1.一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，包括感應觸發(fā)單元（1），所述感應觸發(fā)單元（1）由無源線圈構成，無源線圈與用于雷電流引流的葉片接地引下線相連；
2.根據權利要求1所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，當雷電流流經引下線時，無源線圈低壓側感應輸出觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖傳遞到雷電流錄波單元（2）與無線通訊單元（3），進而激活雷電流監(jiān)測裝置采集雷電流波形。
3.根據權利要求1所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，所述雷電流錄波單元（2）包括rogowski線圈模塊（21）、積分電路模塊（22）以及錄波儀模塊（23）；所述rogowski線圈模塊（21）套放在風機葉片根部接地引下線上，基于電磁感應定律獲得雷電流梯度，rogowski線圈模塊（21）與積分電路模塊（22）相連，并通過積分電路模塊（22）對雷電流梯度進行還原，所述積分電路模塊（22）與錄波儀模塊（23）相連，并通過錄波儀模塊（23）采集儲存積分電路模塊（22）輸出的電流波形。
4.根據權利要求1所述一種風機葉片自取能雷電流監(jiān)測裝置，其特征在于，所述自取能供電單元（4）包括取能模塊（41）、ac-dc轉化模塊（42）以及超級電容網絡模塊（43）；所述取能模塊（41）用于將風機葉片動能轉換為交變電流，取能模塊（41）的輸出端連接ac-dc轉化模塊（42），ac-dc轉化模塊（42）用于將交變電流轉化為穩(wěn)定直流電流，ac-dc轉化模塊（42）的輸出端連接超級電容網絡模塊（43）...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：趙國漢，秦明，慎志勇，文仁強，賀恒鑫，陳慎，
申請(專利權)人：中國長江電力股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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