[实用新型]风力发电机碳刷远程在线监测系统

说明书

本实用新型公开了一种风力发电机碳刷远程在线监测系统，包括碳刷检测模块以及用于为所述碳刷检测模块供电的供电电源；所述供电电源包括依次连接的励磁电流感应取电装置、整流电路、稳压电路和蓄电池，可解决外接电源派生问题以及检测设备取电不方便等问题。本申请通过温度检测模块监测碳刷温度、取电模块采集碳刷电流、差分电容模块碳刷磨损监测碳刷磨损情况；通过远程在线对碳刷检测模块采集到的数据进行实时监控，可为碳刷多种故障提前预警；通过碳刷磨损监测模块根据电容器模型的电容大小变化反应碳刷的磨损程度，同时通过差分放大电路消除误差；并且，本申请通过采用交流励磁电流取电保证了取电安全性和便捷性。

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机碳刷远程在线监测系统。

背景技术

新能源开发是致力于解决不久将要面临或者说已经面临的化石能源微机，其中水力发电、风力发电、太阳能发电是最受关注、也是最具发展前景的几种新能源利用方式。本文主要针对风力发电机系统中的碳刷相关问题。风力发电机组的振动很大，且处于持续磨损和高温工作环境中，长时间使用的碳刷的电气参数会发生较大的变化，进而导致碳刷与滑环接触面产生较大温升，而且同一发电机的每个碳刷参数变化不一致，将会导致负载电流失衡引起其他事故。碳刷的参数也是略有差异的，长期下来磨损速度也是不一样的，风力发电机组数量多、碳刷数量多，管理方式欠缺导致无法及时准确的获取更换碳刷的更换时间点等信息。

目前运行部门通过定期停机整机检查的时候检查碳刷和更换碳刷，这种方式完全不适合新能源长期可持续的发展。另外，很薄的转子线圈匝间的绝缘层，由于层间绝缘老化，在转子旋转离心力的作用下匝间极易容易发生短路；而且，当发电机转子绕组发生初期放电时，运维人员无法获取这些信息；随着匝间绝缘的恶化，会发生短路，使得转子电流迅速增大，造成绕组温度升高，严重时会损坏转子线圈及铁芯，引发事故。

此外，由于风力发电机都是安装在风力强劲的地区，环境恶劣，虽然系统用电量并不大，但是干电池这种需经常更换的设备不符合实际生产需求的。从外部接入电源容易照成一些列电源或布线派生问题。我们采用的是微电流感应取电。发电机出口的电压等级较高，在上面取电危险性很高，相比之下励磁电流是比较合适的，电流不是很大，且比较稳定，还能在取电的同时测量碳刷电流，省去测量碳刷电流的麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风力发电机碳刷远程在线监测系统，以解决现有风力发电机在碳刷在线监测。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种风力发电机碳刷远程在线监测系统，包括依次连接的碳刷检测模块、通信集中器、监控主机以及与所述碳刷检测模块连接的用于为其供电的供电电源；所述供电电源包括依次连接的用于从励磁电流上获取电能的励磁电流感应取电装置、用于对获取到的所述电能进行整流得到直流电能的整流电路、用于对经整流后的直流电能进行稳压处理得到稳定的直流信号的稳压电路和用于对经稳压处理后的直流电能进行储存的蓄电池。

进一步地，所述碳刷检测模块包括用于检测碳刷电流的电流检测单元、用于检测碳刷温度的温度检测单元以及用于检测碳刷磨损状况的碳刷磨损检测单元。

进一步地，所述碳刷磨损检测单元包括标准电容器、模拟电容器、与所述标准电容器连接的第一电容测量仪、与所述模拟电容器连接的第二电容测量仪以及分别与所述第一电容测量仪和第二电容测量仪连接的处理器；所述模拟电容器包括两个第一金属板，两个所述第一金属板并排固定在用于安装碳刷的碳刷盒的同侧侧壁上，两个所述第一金属板与所述碳刷盒的侧壁之间设有第一绝缘层；所述标准电容器包括两个与所述第一金属板相同的第二金属板，两个所述第二金属板并排固定在所述碳刷盒的外侧壁上，两个所述第二金属板与所述碳刷盒的外侧壁之间设有第二绝缘层。

进一步地，所述第二电容测量仪与处理器之间设有差分放大电路。

进一步地，所述温度检测单元包括温度接触式传感器，所述温度接触式传感器的温感元件与碳刷延伸出所述碳刷盒的一端接触。