一种风电机组安全保护系统测试装置的制作方法

本实用新型属于风电机组保护领域，尤其涉及一种风电机组安全保护系统测试装置。

背景技术：

风电机组的安全保护系统，尤其安全链，是风机安全的最后保护屏障。当风电机组出现紧急情况时，安全链被触发，风机将执行紧急收桨以实现安全停机，从而保证现场人员和风机设备的安全。因此，定期测试风机安全保护系统的有效性，对风机设备的安全运行至关重要。然而，目前风电场普遍采用检查线号或开断开关等方式排查安全链，该方法存在以下缺点：一是难以检验完整回路；二是对于超速保护等定值保护无法有效检测；第三，常规的检测方法需对各个保护逐项进行手动操作，测试效率不高，无法适应风电场机组数量多的特点；第四，常规的安全链检测方法仅限于同一机型，对于不同机型需要制定不同的检测方案；第五，常规方法无法检测保护动作时间。因此，亟需提出一种高效、安全、有效、通用的风电机组安全保护系统测试装置及测试方法。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，提供一种通用的风电机组安全保护系统测试装置。

本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置，包括控制终端、信号发生子系统、信号采集子系统、机组安全链或plc和机组保护动作元件；所述控制终端、信号发生子系统和机组安全链或plc依次相电连接；所述机组安全链或plc与机组保护动作元件相电连接；所述机组保护动作元件、信号采集子系统和控制终端依次电连接。信号发生子系统用于模拟输出风电机组的各类故障触发信号，包括数字量和模拟量；信号采集子系统用于采集机组状态信号和故障触发后机组的保护动作信号；控制终端用于机型文件配置、测试项目及参数选择、测试曲线绘制显示等，同时对采集的机组保护动作信号进行逻辑判断，根据判断结果输出下一个模拟故障序列，发送至信号发生子系统；所述机组安全链或plc为被测机组的测试对象，接收来自测试装置的故障模拟信号；所述机组保护动作元件为被测机组的故障响应动作元件，反映机组的故障响应状态。

进一步，本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置，所述信号发生子系统包括信号发生器输出单元和信号放大电路；所述信号发生器输出单元输出端经信号放大电路与前述机组安全链或plc相电连接；所述信号发生器输出单元输出端与前述机组安全链或plc相电连接；所述信号发生器输出单元的输入端与前述控制终端相电连接。所述信号发生器输出单元用于将来自控制终端的模拟故障序列指令转换为模拟故障序列电信号；所述信号放大电路用于将模拟故障序列标准电信号转换为不同等级的电信号，以适应不同机组的特点。

进一步，本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置，所述信号采集子系统包括信号调理电路和多通道采样装置；所述信号调理电路的输出端与多通道采样装置的输入端相电连接；所述信号调理电路的输入端与前述机组保护动作元件相电连接；所述多通道采样装置的输出端与前述控制终端相电连接。所述信号调理电路用于将机组保护动作元件的状态信号转换为采集装置可用的信号；所述多通道采集装置用于采集机组保护动作状态，实时反馈至前述控制终端，由控制终端进行逻辑判断并发出相应的模拟故障序列。

采用本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置的测试方法，通过控制终端进行风电机组参数配置和测试项目选择，然后开始测试；控制终端发出模拟故障信号指令至信号发生子系统；信号发生子系统将模拟故障指令转换为模拟故障信号，发送至机舱安全链或plc；机舱安全链或plc接收到模拟故障信号后，控制机组保护动作元件响应模拟故障；信号采集子系统实时采集机组保护动作元件的状态，将机组的故障响应状态反馈至控制终端；控制终端对机组响应情况进行保护动作逻辑判断并发出相应信号；完成一项测试后，控制终端自动按次序进行下一项保护测试，直至完成所有待测项。所述测试项目列表包括主轴超速保护、发电机超速保护、机舱振动超限保护、扭缆保护、看门狗或plc心跳保护、变桨安全链故障保护、齿轮箱温度保护和发电机温度保护。

本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置具有如下技术效果：第一，无需逐个开展单项测试，可自动顺序完成多项安全保护测试项目，提高了测试效率；第二，可开展定值保护测试，如超速保护定值测试；第三，通过配置机型参数文件，能够适应不同机型的信号特点；第四，能够实时采集和记录信号时序曲线，便于数据分析；第五，在测试过程中无需风机处于旋转运行状态，保证了测试人员的安全。

附图说明

图1为本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置结构示意框图；

图2为本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置的一种实施案例结构图；

图3为本实用新型所述信号发生子系统的一种实施案例结构图；

图4为本实用新型所述信号采集子系统的一种实施案例结构图；

图5为本实用新型所述风电机组安全保护系统测试方法逻辑流程图；

其中，110-信号发生子系统、111-信号发生器输出单元、112-信号放大电路、120-信号采集子系统、121-多通道采集装置、122-信号调理电路、130-控制终端、131-模拟故障序列、132-保护动作逻辑判断、133-机型参数文件、134-测试项目选择、135-测试曲线绘制、200-机组安全链或plc、300-机组保护动作元件。

具体实施方式

下面通过附图及实施例对本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置进行详细说明。

本实用新型所述风电机组安全保护系统测试装置，如图1所示，包括控制终端130、信号发生子系统110、信号采集子系统120、机组安全链或plc200、机组保护动作元件300；所述控制终端130与信号发生子系统110和信号采集子系统120相电连接，所述信号发生子系统110与机组安全链或plc200节点相电连接；所述信号采集子系统120与机组保护动作元件300节点相电连接。如图2所示，所述控制终端130包括pc和配套测试程序，主要功能包括机组参数文件配置133、测试项目选择134、测试曲线绘制135以及保护动作的逻辑判断131和模拟故障序列输出132等；所述信号发生子系统110包括信号发生器输出单元111和信号放大电路112；控制终端130、信号发生器输出单元111、信号放大电路112、机组安全链或plc200依次相连接；所述信号采集子系统120包括多通道采集装置121和信号调理电路122；机组保护动作元件300、信号调理电路122、多通道采集装置121、控制终端130依次相连接。

控制终端130，用于机型文件配置、测试项目及参数选择、测试曲线绘制显示等，同时对多通道采集装置121采集的机组保护动作信号进行逻辑判断，根据判断结果输出下一个模拟故障序列，发送至信号发生子系统110。如图1、图3所示信号发生子系统110，包括信号发生器输出单元111和信号放大电路112；信号发生器输出单元111，用于将来自控制终端130的模拟故障序列指令转换为模拟故障序列电信号；信号放大电路112，用于将模拟故障序列标准电信号转换为不同等级的电信号，以适应不同机组的特点。

如图1、图4所示信号采集子系统120，包括多通道采集装置121和信号调理电路122；多通道采集装置121，用于采集机组保护动作状态，实时反馈至控制终端130；信号调理电路122，用于将机组保护动作元件300的状态信号转换为多通道采集装置121可用的信号。

如图5所示，本实施例以超速保护和扭缆保护测试为例对本实用新型所述风电机组安全保护系统测试方法进行说明。

测试过程中，使风电机组一直处于维护状态；

首先进行机型参数配置，然后逐项开展各项保护测试；

超速保护测试，风电机组安全保护系统测试装置通过控制终端130向机舱安全链或plc200发送复位信号，同时通过机组保护动作元件300检测机组复位状态，若复位成功则开始施加转速模拟信号，若不成功，则继续复位直至成功；施加转速模拟信号后，若触发机组停机，则记录保护定值和机组动作情况，并自动进行下一项扭缆保护测试，若未停机，则判断转速是否已超过保护定值，若超过则记录保护定值和机组动作情况，若未超过，则增加转速信号频率继续测试，直至转速模拟信号超过保护定值，则超速保护测试完成，然后自动进入下一项扭缆保护测试。

扭缆保护测试，风电机组安全保护系统测试装置通过控制终端130向机舱安全链或plc200发送复位信号，同时通过机组保护动作元件300检测机组复位状态，若复位成功则开始施加扭缆故障模拟信号，若不成功，则继续复位直至成功；施加扭缆故障模拟信号后，若触发机组停机，则扭缆保护正常，若无法触发停机，则说明扭缆保护异常，记录数据并进行下一项保护测试；逐项自动完成所有保护测试后，风电机组安全保护系统测试装置生成测试结果，本次测试完毕。