[發明專利]風力發電專用低壓斷路器的模塊化智能控制器及控制方法

無效

• 申請號: 200910232616.0
• 申請日: 2009-12-03
• 公開（公告）號: CN101741142A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 曾慶軍;黃巧亮;劉利;陳偉;陸逸
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種低壓斷路器智能控制器，特別涉及一種風電場專用低壓斷路器的智能控制器。?

背景技術

隨著風力發電的推廣，其相關的低壓電器亦得到了迅速的發展。風電場一般由100～200左右的風力發電機組網而成，所覆蓋面積可達幾公里。針對風力發電的特點，為了便于及時發現問題和解決問題，風力發電用低壓斷路器除了具有常規低壓斷路器的主要功能外，還需具有適應于風力發電特點的所必需的其它功能。?

申請號為“200520076285.3”、名稱為“真空斷路器遙控裝置”和申請號為“03210433.2”、名稱為“遙控觸電斷路器”所公開的斷路器，其實現的無線遙控距離均很短，不適用于風力發電場；申請號為“02131655.4”、名稱為“斷路器遙控器”所公開斷路器遙控器雖然可實現遠距離無線通信，但實際構建成本很高。此外，上述無線遙控內容為控制斷路器的分斷，均為斷路器接收，而斷路器上沒有發送模塊，斷路器不具有向外發送信息以及電能計量和諧波檢測的功能。?

發明內容

為了解決現有斷路器無線遙控中存在的問題和適應于風力發電的特殊要求，本發明提出一種可向外發送信息且具有電能計量和諧波檢測功能的風力發電用低壓斷路器的模塊化智能控制器及控制方法。?

本發明控制器采用的技術方案是：處理器與擴展存儲器分別與以太網通信模塊、現場總線通信模塊、無線收發模塊、電能計量模塊、模擬脫扣模塊和分、合閘控制模塊相連，所述各模塊以及處理器與擴展存儲器分別連接電源模塊，電能計量模塊的輸出連接模擬脫扣模塊，模擬脫扣模塊的輸出連接分、合閘控制模塊；其中：?

處理器與擴展存儲器用于執行編譯好的控制程序；?

無線收發模塊用于線收發裝置通信，通知故障情況并接收應答信號；?

現場總線通信模塊用于與其它斷路器和上位監控裝置構成現場總線通信網絡；?

以太網通信模塊用于與其它斷路器和上位監控裝置構成以太網通信網絡；?

電能計量模塊用于檢測風力發電機發出電能的電壓/電流瞬時值、電壓/電流有效值和電能值；?

模擬脫扣模塊用于在特大短路或斷路器合到故障線路上時不經過處理器處理直接分斷?短路器；?

分、合閘控制模塊用于接收模擬脫扣模塊的信號分斷斷路器或接收處理器及擴展存儲器的控制信號分/合斷路器；?

電源模塊用于向所述各模塊以及處理器及擴展存儲器提供電源。?

本發明控制器控制方法采用的技術方案是：將處理器與擴展存儲器、電能計量模塊、以太網通信模塊、現場總線模塊和無線收發模塊進行初始化；電流/電壓互感器分別將電流/電壓信號輸送至電能計量模塊，經采樣后輸送至電能測量專用芯片，其中電流信號同時經調理電路后輸送至模擬脫扣模塊；處理器與擴展存儲器判斷是否已發生超壓、欠壓或三相不對稱電壓故障，若已發生則讀取電壓值判斷該故障是否仍存在，若存在且延時到，則發出斷路器分斷指令保護動作；處理器與擴展存儲器發出斷路器分斷指令后，若斷路器沒分斷則說明拒分，發出無線信號通知檢修人員；若無電壓故障則讀取電流并判斷是否發生短路、過載或三相不對稱故障，若故障且延時時間到，則發出斷路器分斷指令保護動作；若無故障則根據讀取的瞬時電流值進行諧波分析，根據讀取的電能值進行發電機累計發出電能計算，在定時時間到的情況下將相關數據通過以太網或現場總線網傳送至上位監控裝置。?

本發明的有益效果是：?

1、具有遠程無線通信功能，能及時將故障信息發送給檢修人員，能接收檢修人員的應答，并將此相關信息通過現場總線網或以太網輸送至上位監控裝置。?

2、能檢測電流/電壓瞬時值、電流/電壓有效值和電能值，根據獲得的電流有效值進行短延時、長延時保護，根據獲得的電流瞬時值進行諧波分析，根據獲得的電壓瞬時值/有效值進行所發電能質量的分析，根據獲得的電能值進行計算風力發電機的累計所發電能。?

3，可滿足風力發電的要求，有效實現保護功能，及時地掌握故障情況，實時地記錄相關數據。?

4、采用模塊化方式，既可提高其通用性，又便于控制器的檢修，對于其中的通信模塊用戶還可根據自己的需要進行取舍。?

附圖說明

圖1是本發明控制器的結構組成示意圖；?

圖2是本發明控制器的應用系統示意圖；?

圖3是本發明控制器的工作流程示意圖。?

具體實施方式

下面參考附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。?