[實(shí)用新型]風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320566231.X
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN203444022U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王順超;王建國;張寶全;吳金城
• 申請（專利權(quán)）人: 龍?jiān)措娏瘓F(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12;G01R29/08
• 代理公司: 北京華夏正合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)電場監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組高度一般為幾十甚至上百米，且多矗立在空曠區(qū)域，極易遭受雷擊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年約有1%的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因雷擊而嚴(yán)重?fù)p壞。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的大型化，其耐受雷擊的能力也顯著增強(qiáng)，雷擊并不一定造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組立即損壞，而是給其帶來隱性缺陷，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，缺陷極可能惡化并傳遞給相鄰設(shè)備部件，造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞事故。因此，有必要在風(fēng)電場配備雷電活動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，以統(tǒng)計(jì)風(fēng)電場雷擊數(shù)據(jù)、確認(rèn)雷擊位置，進(jìn)而安排有針對性的設(shè)備檢修和缺陷排查，防止嚴(yán)重?fù)p壞事故的發(fā)生。

現(xiàn)有的技術(shù)方案主要有兩種：一種是通過在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組加裝電流傳感器來確定本臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否遭受雷擊；另一種則是通過雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁場估算雷擊位置。

其中，采用雷電流傳感器的技術(shù)方案，雖然可以精準(zhǔn)的確定被雷擊中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，然而需要在每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上安裝電流傳感器并與升壓站進(jìn)行通信，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組數(shù)量較大、且比較分散，此技術(shù)方案的成本非常高；另外，利用雷電瞬態(tài)電磁場估算雷擊位置的方案，但其定位誤差要遠(yuǎn)大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的距離，難以確定被雷擊中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的具體位置，因此不適用于風(fēng)電場的雷電監(jiān)測。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)，通過拍攝雷電圖像以及檢測雷擊所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的受損，在實(shí)現(xiàn)雷電監(jiān)測的同時(shí)，大量降低成本。

所述風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

工業(yè)相機(jī)，用于連續(xù)拍攝風(fēng)電場的雷電圖像；

電場天線，用于檢測雷電所產(chǎn)生的瞬時(shí)電場強(qiáng)度；

顯示單元；

工控機(jī)，分別與工業(yè)相機(jī)和電場天線連接，用于控制顯示單元顯示所述雷電圖像與瞬時(shí)電場強(qiáng)度。

由上，通過工業(yè)相機(jī)拍攝雷電圖像判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)是否被雷擊，以及通過電場天線檢測雷擊所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的受損，在實(shí)現(xiàn)雷電監(jiān)測的同時(shí)，大量降低成本。

可選的，還包括電場儀，用于檢測風(fēng)電場所在位置的地面電場強(qiáng)度；

存儲單元，用于存儲地面電場強(qiáng)度與工業(yè)相機(jī)開啟的延時(shí)之間的函數(shù)關(guān)系式；

所述工控機(jī)還分別與電場儀和存儲單元連接，用于控制工業(yè)相機(jī)開啟。

由上，僅當(dāng)風(fēng)電場所在位置上空達(dá)到雷電條件時(shí)，控制工業(yè)相機(jī)開啟，實(shí)現(xiàn)避免工業(yè)相機(jī)總處于開啟狀態(tài)，減少工業(yè)相機(jī)的拍攝數(shù)量，從而降低判斷雷擊的工作量。

較佳的，所述工業(yè)相機(jī)至少包括第一工業(yè)相機(jī)，第二工業(yè)相機(jī)、第三工業(yè)相機(jī)和第四工業(yè)相機(jī)，所述四個(gè)工業(yè)相機(jī)分別朝向風(fēng)電場的不同角度設(shè)置。

由上，實(shí)現(xiàn)工業(yè)相機(jī)對風(fēng)電場的無死角拍攝。

可選的，所述工業(yè)相機(jī)與工控機(jī)之間，還包括圖像識別單元，用于依據(jù)工業(yè)相機(jī)所拍攝前后幀圖像的差別，識別出現(xiàn)雷電的圖像。

由上，通過篩選出所拍攝的出現(xiàn)雷電的圖像，進(jìn)一步降低后期判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)是否被擊中的工作量。

進(jìn)一步的，還包括時(shí)鐘單元，分別與工業(yè)相機(jī)和電場天線連接，用于分別對工業(yè)相機(jī)所拍攝的雷電圖像和電場天線檢測的瞬時(shí)電場強(qiáng)度加蓋時(shí)間戳。

由上，通過判斷同一時(shí)間產(chǎn)生的雷電圖像和瞬時(shí)電場強(qiáng)度，即可將二者進(jìn)行匹配。

可選的，還包括打印設(shè)備，與所述工控機(jī)連接。

由上，工控機(jī)控制打印設(shè)備打印所述同一時(shí)刻的雷電圖像與其所產(chǎn)生的瞬時(shí)電場強(qiáng)度，直觀方便。

附圖說明

圖1為風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)的原理示意圖；

圖2為工業(yè)相機(jī)的啟動(dòng)時(shí)延示意圖；

圖3為工業(yè)相機(jī)的停止時(shí)延示意圖；

圖4為工業(yè)相機(jī)的排布示意圖；

圖5為風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)的作業(yè)流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，風(fēng)電場雷電監(jiān)測系統(tǒng)包括工控機(jī)10，以及分別與工控機(jī)10連接的電場儀20、工業(yè)相機(jī)30和電場天線40。

所述電場儀20用于檢測地面電場強(qiáng)度。

在晴天時(shí)，地面電場帶電量為50～300V/m，臨下雨前地面電場帶電量可達(dá)到0.3～1KV?V/m，而穩(wěn)定降水時(shí)，地面電場帶電量為0.5～3V/m，當(dāng)大雨、雷暴或陣雨等天氣時(shí)，地面電場帶電量為2～10V/m。通過電場儀20檢測地面電場強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)對當(dāng)?shù)厣峡找欢ň嚯x范圍內(nèi)云層帶電狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。