專利名稱：一種風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器，屬于電涌保護裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們對可生能源利用價值認識的提高以及風電機組制造、控制和其他相關(guān)技術(shù)的不斷進步，風力發(fā)電在近幾十年來的發(fā)展非常迅速，與此同時，風電機組的單機容量和風電場的總裝機容量也不斷增長，因此風電場的安全問題也越來越受到人們關(guān)注，風機分散安置在曠野，大型風葉片高度達到60 70m，易受雷擊。風力發(fā)電機組的電氣絕緣低，易造成絕緣介質(zhì)的擊穿。雷電釋放的巨大能量還會造成風力發(fā)電機組葉片損壞，控制器件的損毀等。據(jù)國外資料統(tǒng)計，風機中不同部件遭受雷擊損壞的概率，控制系統(tǒng)雷擊損壞占35%—40%，其次是電氣系統(tǒng)、葉片和傳感器。為了保障風力發(fā)電機組系統(tǒng)的安全、可靠運行，對風力發(fā)電機組進行科學合理的過電壓防護十分重要。風電機組是風力發(fā)電的核心部件，該電氣系統(tǒng)在雷電過電壓的作用下造成損壞占有較高的概率，因此需要一種電涌保護器，對該系統(tǒng)進行雷電過電壓的抑制。當有雷電過電壓作用時，保證該系統(tǒng)的正常運行，從而減少了風力電機因雷擊造成損壞的概率。目前的電涌保護器在流通容量上有待提高，且無計數(shù)裝置，不方便對雷電流情況進行統(tǒng)計。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種流通容量大，殘壓低，且具備計數(shù)裝置的風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器。本實用新型為解決以上技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案:一種風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器，包括第一級保護電路、退耦電路以及第二級保護電路；所述第一級保護電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的前段，用于釋放雷電波的主能量；所述退耦電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的中段，其位置位于第一級保護電路和第二級保護電路之間，用于對第一級保護電路和第二級保護電路進行隔離；所述第二級保護電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的末段，用于釋放雷電波通過第一級保護電路后的殘余能量。作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，還包括一個輔助計數(shù)模塊；所述輔助計數(shù)模塊與第二級保護電路的電源輸出端連接，用于記錄和顯示電涌保護器動作的次數(shù)和時間。作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述輔助計數(shù)模塊包括單片機控制電路、雷電流采集電路以及顯示器；其中雷電流采集電路與單片機控制電路、顯示器依次連接。作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，所述輔助計數(shù)模塊與第二級保護電路的電源輸出端連接；所述輔助計數(shù)模塊包括單片機控制電路、雷電流采集電路以及顯示器；所述輔助計數(shù)模塊用于記錄和顯示電涌保護器動作的次數(shù)和時間。作為本實用新型的進一步優(yōu)化方案，在第一級保護電路、第二級保護電路中還分別設(shè)有用于防短路的熱脫扣裝置；所述第一級保護電路包括三個壓敏電阻；所述三個壓敏電阻的一端與大地連接，所述三個壓敏電阻的另一端通過熱脫扣裝置分別連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的前段；所述退耦電路包括三個電感；所述三個電感分別串連在發(fā)電機三條電力傳輸線的中段；所述第二級保護電路包括三個壓敏電阻；所述三個壓敏電阻的一端與大地連接，所述三個壓敏電阻的另一端通過熱脫扣裝置分別連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的末段。本實用新型采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)效果:本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝在風力發(fā)電機中。本實用新型符合GB18802.1-2002/IEC61643-1:1998性能要求和試驗方法的校準規(guī)定。本實用新型采用兩級保護，兩級之間設(shè)有退耦元件，通流容量大，殘壓低。本實用新型設(shè)有輔助計數(shù)模塊，通過調(diào)看自動記錄數(shù)據(jù)判斷電涌保護器的工作情況以及風力發(fā)電機遭受雷擊的情況。本實用新型設(shè)有用于防短路的熱脫扣裝置，采用低溫焊錫，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)方便。本實用新型采用氧化鋅壓敏電阻器件，非線性較好、通流大、漏電流小。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型的電路原理圖。圖3是輔助計數(shù)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步詳細地介紹:本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括第一級保護電路、退耦電路、第二級保護電路以及輔助計數(shù)模塊；所述輔助計數(shù)模塊與第二級保護電路的電源輸出端連接；所述第一級保護電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的前段，用于釋放雷電波的主能量；所述退耦電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的中段，其位置位于第一級保護電路和第二級保護電路之間，用于對第一級保護電路和第二級保護電路進行隔離；所述第二級保護電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的末段，用于釋放雷電波通過第一級保護電路后的殘余能量。所述輔助計數(shù)模塊用于記錄和顯示電涌保護器動作的次數(shù)和時間。本實用新型的電路原理圖如圖2所示，第一級保護電路包括三個壓敏電阻Rnl。所述壓敏電阻為氧化鋅壓敏電阻，該電阻在載路電壓作用下時呈現(xiàn)出高阻狀態(tài)，當有雷電過電壓作用時呈現(xiàn)出低阻狀態(tài)，將雷電波能量一部分釋放到大地，一部分轉(zhuǎn)換熱能吸收，本實用新型的Rnl選取參考電壓為1240V的氧化鋅壓敏電阻。Rtl為電涌保護器內(nèi)部設(shè)置的熱脫扣裝置，采用錳銅金屬簧片與氧化鋅壓敏電阻的一個金屬電極用溫度為135°C的低溫焊錫焊接。當壓敏電阻長期在開路電壓作用時會出現(xiàn)劣化現(xiàn)象，使壓敏電阻漏電流增加，可能會出現(xiàn)器件短路的現(xiàn)象，從而引起供電線路短路導致火災等故障，采用熱脫扣裝置時當器件發(fā)熱，低溫焊錫能夠自動熔斷，使器件與供電線路自動斷開，避免出現(xiàn)短路，火災等故障。本實用新型的退耦電路包括三個電感。根據(jù)雷電波傳輸過程中通過電感元件能使雷電波的陡度變小的原理，在電涌保護器的設(shè)計中，退耦電感實際上起到緩解隔離的作用。[0024]本實用新型的第二級保護電路包括三個壓敏電阻Rn2。所述壓敏電阻用于釋放雷電波的殘余能量，使通過第二級保護電路后的殘壓小于電力發(fā)電機允許的耐壓值，有效地保證電力發(fā)電機的正常運行。本實用新型的Rn2選取參考電壓為1200V的壓敏電阻。Rt2為電涌保護器內(nèi)部設(shè)置的熱脫扣裝置，其作用與第一級保護電路中的Rtl相同。本實用新型的輔助計數(shù)模塊的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，包括單片機控制電路、雷電流采集電路以及顯示器。所述雷電流采集電路與單片機控制電路的信號輸入端連接，將采集的電流值發(fā)送給單片機控制電路，單片機控制電路通過程序判斷并記錄雷電流發(fā)生的次數(shù)及時間，并通過顯示器顯示給用戶。本實用新型的工作過程如下，雷電波依次通過第一級保護電路、退耦電路以及第二級保護電路后，殘壓將小于電力發(fā)電機允許的耐壓值，不會影響電力發(fā)電機的正常運行。用戶可以通過輔助計數(shù)模塊查詢雷電流發(fā)生的次數(shù)及時間。
權(quán)利要求1.一種風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器，其特征在于:包括第一級保護電路、退耦電路以及第二級保護電路；所述第一級保護電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的前段，用于釋放雷電波的主能量；所述退耦電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的中段，其位置位于第一級保護電路和第二級保護電路之間，用于對第一級保護電路和第二級保護電路進行隔離；所述第二級保護電路連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的末段，用于釋放雷電波通過第一級保護電路后的殘余能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器，其特征在于:還包括一個輔助計數(shù)模塊；所述輔助計數(shù)模塊與第二級保護電路的電源輸出端連接，用于記錄和顯示電涌保護器動作的次數(shù)和時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器，其特征在于:所述輔助計數(shù)模塊包括單片機控制電路、雷電流采集電路以及顯示器，其中雷電流采集電路與單片機控制電路、顯示器依次連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器，其特征在于:在第一級保護電路、第二級保護電路中還分別設(shè)有用于防短路的熱脫扣裝置；所述第一級保護電路包括三個壓敏電阻；所述三個壓敏電阻的一端與大地連接，所述三個壓敏電阻的另一端通過熱脫扣裝置分別連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的前段；所述退耦電路包括三個電感；所述三個電感分別串連在發(fā)電機三條電力傳輸線的中段；所述第二級保護電路包括三個壓敏電阻；所述三個壓敏電阻的一端與大地連接，所述三個壓敏電阻的另一端通過熱脫扣裝置分別連接到發(fā)電機三條電力傳輸線的末段。
專利摘要本實用新型公開了一種風力發(fā)電感應發(fā)電機電涌保護器，屬于電涌保護裝置。該裝置包括第一級保護電路、退耦電路、第二級保護電路以及輔助計數(shù)模塊。所述第一級保護電路用于釋放雷電波的主能量；所述退耦電路用于對第一級保護電路和第二級保護電路進行隔離；所述第二級保護電路用于釋放雷電波通過第一級保護電路后的殘余能量；所述輔助計數(shù)模塊用于記錄和顯示電涌保護器動作的次數(shù)和時間。雷電波依次通過第一級保護電路、退耦電路以及第二級保護電路后，殘壓將小于電力發(fā)電機允許的耐壓值，不會影響電力發(fā)電機的正常運行。本實用新型性能優(yōu)良、安全可靠。
文檔編號H02H9/04GK203039364SQ20122074585
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者李祥超, 徐樂, 陶瑞蓮, 王金虎 申請人:南京信息工程大學