[发明专利]风能设备和操作具有变压器温度监控的风能设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有用于发出电能的发电机和变压器的风能设备。变压器在副边接收来自发电机的电能，并且在原边以更高的电压值输出所述电能。风能设备还包括用于变压器的温度监控装置。本发明还涉及一种用于操作该类型的风能设备的方法。

背景技术

风能设备的控制系统通常用于监控变压器的温度。在控制系统中处理有关变压器温度的信息。如果温度超过预定极限值，则控制系统启动合适的对策。例如，可以启动冷却装置或者将变压器与输电干线隔离。工作中，该温度监控取决于风能设备的控制系统。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种风能设备以及一种操作降低对变压器损坏的风险的风能设备的方法。从上述现有技术入手，通过根据独立权利要求所述的技术方案解决该问题。有利的实施方式体现在从属权利要求中。在风能设备的情形中，本发明假设从变压器的原边供给用于温度监控装置的电压源。

本发明已经认识到在风能设备的工作过程中存在这样的阶段：其中该风能设备的控制系统不处于工作状态但是其中变压器的原边仍然连接到输电干线而没有向输电干线传输预计的电能。具体地，该状态通常在风能设备首次投入运行之前发生。变压器已经将其原边连接到中压电网，而风能设备并未工作。变压器全部的无负载电能被转化为热。存在由于控制系统未能启动任何保护措施从而使得变压器过热的危险。变压器可能在几小时内被损坏。

在根据本发明的风能设备的情况下，温度监控装置独立于风能设备的控制系统，并且具有其本身的永久地连接到变压器的电源。只要变压器的原边连接至输电干线，该电压源对于温度监控装置就也是可用的。这确保了变压器的温度不会由于忽略而升高，因此变压器不会受到损坏。

变压器原边的电压通常高于10kV，且处于例如10kV至33kV的范围内。温度监控装置的工作电压则远低于此，例如处于100V的量级。优选地，提供电压互感器，该电压互感器用于将变压器原边上的电压转换为对于温度监控装置适用的辅助工作电压。所述辅助工作电压优选低于500V，更优选低于200V。在一些情况下，所述辅助工作电压与变压器的副边的电压不同。

温度传感器通常被构造成使得其具有电阻，该电阻的值作为所测量的温度的函数改变。温度传感器优选为电阻随温度上升而上升的PTC热敏电阻。通常温度和电阻值具有连贯的关系。为了能够确定何时超过了预定温度极限值，PTC热敏电阻可以与PTC热敏电阻触发装置组合。如果PTC热敏电阻的电阻值超过了预设极限值，则PTC热敏电阻触发装置输出信号，从而可以触发对策。

如果变压器具有可以用于隔离变压器原边和输电干线的电源断路器，则对策可以是断开电源断路器。优选地，为电源断路器设置能量存储器，该能量存储器能够用于断开电源断路器而不用必须被从外部供应的另外的电源。为此，电压互感器也可以设计为对所述能量存储器充电。

可替代的或者是可附加的，对策也可以是启动用于变压器的冷却装置。为此，电压互感器也可以设计为向冷却装置提供电能。在一个有利的实施例中，在超过第一温度极限值时，启动冷却装置，在超过第二较高的温度极限值时，断开电源断路器。

优选在变压器中的电压值小于所述变压器的原边的电压值的区域中测量电压。电压越低，则电流密度越高，因此更大量的热被引入变压器。可以在例如变压器的副边执行该温度测量。如果变压器在无负载的情况下工作，变压器铁芯将会比线圈升温更大。因此，温度的测量优选涉及变压器的铁芯。变压器必须与输电干线隔离的温度极限值可以是例如150℃。

用于温度监控装置的电压供应的电压互感器还可以用于向变压器原边的其它功能提供电压。例如，这些功能可以是在变压器的原边的电压测量或者是功率测量。

除了根据本发明的由变压器原边提供电压的第一温度监控装置之外，还可以设置独立于变压器原边的第二温度监控装置。该第二温度监控装置可以例如连接到风能设备的控制系统。

当风能设备正常工作时，第一温度监控装置和第二温度监控装置彼此并行发挥作用。第一温度监控装置优选比第二温度监控装置分配有更高的温度极限值。如果超过了第二温度监控装置的较低的温度极限值，则借助于风能设备的控制系统采取对变压器进行冷却的适当措施。这样的措施包括例如启动冷却装置或减少输出功率。仅在所述措施无效时，才会超出第一温度监控装置的较高温度极限值。这针对变压器的过热提供了额外的安全性。