一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路的制作方法

本发明创造属于风力发电技术领域，尤其是涉及一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路。

背景技术：

风能已成为当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。风力发电机组是一套自动调节、无人值守的全自动化设备，在运行过程中需要满足国家标准中对低电压穿越的要求，在一定时间内电压在额定电压20％不能脱网，故在变流器配电环节，即控制器以及主回路开关等部分的电源需要在线ups提供。但是随着风电领域的发展，风力发电机组容量不断增加，其应用于双馈变流器定子侧与电网连接的并网接触器km1容量随之增大，接触器合闸线圈电流也随之增加，从而对为其供电的在线型ups提出了要求，如果ups内部逆变模块容量不足以支撑接触器合闸线圈瞬间电流，会造成在并网接触器km1闭合瞬间，交流ups电压降低，影响后端核心控制器及其他主回路器件控制电源电压，对变流器正常运行造成威胁

现在ups容量选用主要有两种，第一种方式是根据接触器合闸线圈瞬间瞬间电流容量加大ups容量，此种方法的弊端是在以后接触器容量增加，要以主回路容量比例，甚至更大比例的方式加大ups容量，而在长期运行过程中，其他控制回路容量并未增加，只是用到ups容量的30～10％甚至更低，这种方式经济性很差，而且占用较大的变流器结构设计空间。

第二种根据ups后端控制回路长期使用容量选用ups，忽略合闸线圈瞬间电流过程，而增加控制器的直流ups，避免电流对控制器24vdc电压的影响，降低对其他器件的影响，缺点在于需要增加一个直流ups和相应电池，增加成本和故障点，占用结构空间；另外，容量的不匹配会对ups内部逆变模块的半导体器件造成伤害，增加故障率，降低交流ups使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路，以在满足经济、空间结构节约的条件下解决风电双馈并流的问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路，包括交流电源、直流电源、ups、并网接触器km1、大容量继电器k1、接触器吸合控制继电器k3、接触器分断控制继电器k4、plc控制器，所述并网接触器km1线圈电源端连接大容量继电器k1，大容量继电器k1通过常闭触点连接ups输出端，大容量继电器k1通过常开触点连接交流电源输出端，接触器吸合控制继电器k3连接在ups直流电源输出端与并网接触器km1吸合信号端之间的电路上，接触器分断控制继电器k4连接在ups直流电源输出端与并网接触器km1分断信号端；

所述大容量继电器k1、接触器吸合控制继电器k3、接触器分断控制继电器k4信号端连接plc控制器；

并网接触器km1设置在双馈变流器定子侧并与电网相连接。

进一步的，还包括：24v电源监视继电器k2，所述24v电源监视继电器k2连接在直流电源与并网接触器km1分断信号端之间，所述24v电源监视继电器k2信号端用于监测ups直流电源电压，并控制ups直流电源与并网接触器断开信号端的电路的通断。

进一步的，所述大容量继电器k1有两组触点，大容量继电器k1的第一公共动触点和第二公共动触点分别与并网接触器km1的第一线圈电源端和第二线圈电源端连接，大容量继电器k1的第一常闭静触点和第二常闭静触点分别连接在ups的输出端l端和输出端n端上，并与交流电源的l端和n端相连。

进一步的，所述大容量继电器k1的常开开关一端与大容量继电器k1的第一常开静触点连接，另一端连接大容量继电器k1的第一公共动触点；所述大容量继电器k1常闭开关的一端和24v电源监视继电器k2常闭开关的一端均与大容量继电器k1的第一常闭静触点连接，大容量继电器k1常闭开关的另一端和24v电源监视继电器k2常闭开关的另一端均连接大容量继电器k1的第一公共动触点。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

(1)本发明创造所述的一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路利用plc控制器对继电器进行控制，反应迅速，故障率低。

(2)本发明创造所述的一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路利用大容量继电器k1进行控制，大容量继电器k1在常闭开关分断后可以维持主触头状态。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的并网接触器线圈供电回路及其控制电路示意图；

图2为本发明创造实施例所述的接触器内部线圈示意图。

附图说明：

km1：并网接触器k1：大容量继电器k2：24v电源监视继电器k3：接触器吸合控制继电器k4:接触器分断控制继电器1：吸合信号端2：分断信号端3：公共触点端11：第一公共动触点12：第一常闭静触点22：第二常闭静触点14：第一常开静触点22：第二常闭静触点。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1、图2所示，一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路，包括交流电源、直流电源、ups、并网接触器km1、大容量继电器k1、接触器吸合控制继电器k3、接触器分断控制继电器k4、plc控制器，所述并网接触器km1线圈电源端连接大容量继电器k1，大容量继电器k1通过常闭触点连接ups输出端，大容量继电器k1通过常开触点连接交流电源输出端，接触器吸合控制继电器k3连接在ups直流电源输出端与并网接触器km1吸合信号端之间的电路上，接触器分断控制继电器k4连接在ups直流电源输出端与并网接触器km1分断信号端；

所述大容量继电器k1、接触器吸合控制继电器k3、接触器分断控制继电器k4信号端连接plc控制器；

plc通过指令控制容量继电器、接触器吸合控制继电器k3、接触器分断控制继电器k4。

并网接触器km1设置在双馈变流器定子侧并与电网相连接。

所述一种风电双馈变流器在并网中的供电控制回路还包括24v电源监视继电器k2，所述24v电源监视继电器k2连接在直流电源与并网接触器km1分断信号端之间，所述24v电源监视继电器k2信号端用于监测ups直流电源电压，并控制ups直流电源与并网接触器断开信号端的电路的通断。

在直流电源变化时，24v电源监控继电器k2动作，一触头组11和12分断，使并网接触器km1分断，另一触头组接入控制器数字量输入点上，告知控制器24v电源电压出现问题。

所述大容量继电器k1有两组触点，大容量继电器k1的第一公共动触点和第二公共动触点分别与并网接触器km1的第一线圈电源端和第二线圈电源端连接，大容量继电器k1的第一常闭静触点和第二常闭静触点分别连接在ups的输出端l端和输出端n端上，并与交流电源的l端和n端相连。

所述大容量继电器k1的常开开关一端与大容量继电器k1的第一常开静触点连接，另一端连接大容量继电器k1的第一公共动触点；所述大容量继电器k1常闭开关的一端和24v电源监视继电器k2常闭开关的一端均与大容量继电器k1的第一常闭静触点连接，大容量继电器k1常闭开关的另一端和24v电源监视继电器k2常闭开关的另一端均连接大容量继电器k1的第一公共动触点。

实际大容量接触器线圈km1(图示为abb生产的af2050接触器)基本原理如图2所示，a1和a2为线圈电源，常闭开关与主触头同时动作，在主触头断开情况下，常闭开关闭合，在接触器线圈接通瞬间，接通的是合闸线圈，电流值较大，但在主触头闭合后，常闭开关分断，合闸线圈并入保持线圈，电流降低并保持，但足够维持主触头状态。

如图1所示并网接触器km1线圈供电回路及其控制电路示意图所示,km1的2点为plc控制分断信号，无24v即可分断接触器，1点为plc控制吸合信号，1和2点同时输入24v即才可使接触器吸合，3为公共点，接入0v；plc控制拥还有拥有两组触头大容量直流线圈中间继电器k1，两组触头组的公共动触点11和21接于并网接触器km1线圈电源端a1和a2上，常闭静触点12和22接入ups输出端的l2和n2上，常开静触点14和24接入ups输入端(即单相230v市电的l1和n1上，继电器24vdc线圈由plc控制，而并网接触器km1主触头的分合控制均由变流器控制器控制中间继电器k3和k4进行实施。

正常状态下，交流230v市电接通，ups输入端产生电压，plc控制大容量继电器k1公共触头11和21点与常开静触头14和24接触，此时由plc控制的并网接触器km1并未得到吸合命令，故并网接触器km1线圈并未接通，在风力发电机组运行至并网阶段时，控制器发出接触器吸合命令，接触器plc控制其线圈接通，此时合闸线圈瞬间电流电流由市电提供，并未使用ups电源，在并网接触器km1完成动作后延时1s，plc控制继电器k1转换状态，公共触头11和21点与常闭静触头12和22接触，动作时间toff＜3ms，而并网接触器km1吸合和保持状态转换特性明确，在k1动作期间内，km1线圈电流仍为维持电流，并网接触器km1主触头继续保持闭合状态，而电源由ups提供，在市电掉电或低电压穿越过程中仍能保持并网接触器km1闭合，完成故障穿越。

另外，由于控制器在电压跌落过程中仍可运行，并且接触器控制分断是由控制器发出，在接触器plc控制的分断命令增加一个24v电源监控继电器k2，如果继电器触头黏连或失效，接触器在闭合过程中由ups供电，ups输出电压降低，由ups供电的24v开关电源电压降低，24v电源监控继电器k2动作，一触头组11和12分断，使并网接触器km1分断，另一触头组接入控制器数字量输入点上，告知控制器24v电源电压出现问题，报警后等待维护。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。