大功率中壓直流負載的製作方法
2023-12-01 21:29:21 1
大功率中壓直流負載的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大功率中壓直流負載，包括負載主迴路、供電電源迴路、主控制器、中間控制迴路、阻性負載迴路和測量迴路；所述負載主迴路與阻性負載迴路連接，所述供電電源迴路分別與所述阻性負載迴路、中間控制迴路和主控制器連接；所述主控制器經所述中間控制迴路與所述阻性負載迴路連接；所述阻性負載迴路經所述測量迴路與所述主控制器連接。在DC4.0kV的工作電壓下，能夠長期、可靠的運行，滿足大功率中壓直流發電機組對中壓直流負載的要求。
【專利說明】大功率中壓直流負載【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發電機組檢測【技術領域】，尤其是一種大功率中壓直流負載。
【背景技術】
[0002]隨著現代科學技術的發展，直流電被廣泛的應用在工業的各個領域，大功率中壓直流發電技術得到了很快的發展。因此，如何對大功率發電機組中壓直流電源進行質量和安全方面的檢測顯得尤為重要。
[0003]目前國內外測試發電機組性能的設備主要是水負載，但水負載在通電後，產生的焦耳熱，會使水負載內的水溫升高，並引起水的汽化，造成水負載的功率值不穩定，影響測試效果。水負載在使用一段時間後，水負載的極板會電解，使得水負載的容量下降。同時，水負載的功率值不能準確的預測，使其不能滿足階段性的加載、減載試驗，並且不能進行一定功率值的突加、突卸試驗。
[0004]國內的水負載均適合於小功率發電機組的檢測，水負載由於其自身硬體設計的限制，無法滿足大功率發電機組中壓直流電源的測試要求。
實用新型內容
[0005]本實用新型針對現有技術的不足，提出一種大功率中壓直流負載，能夠在DC4.0kV的工作條件下運行，負載的調節準確、方便，具有遠程的控制功能，能很好的滿足大功率發電機組對中壓直流負載的要求。
[0006]為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供以下技術方案:一種大功率中壓直流負載，包括負載主迴路、供電電源迴路、主控制器、中間控制迴路、阻性負載迴路和測量迴路；所述負載主迴路與`阻性負載迴路連接，所述供電電源迴路分別與所述阻性負載迴路、中間控制迴路和主控制器連接；所述主控制器經所述中間控制迴路與所述阻性負載迴路連接；所述阻性負載迴路經所述測量迴路與所述主控制器連接。
[0007]進一步地，所述負載主迴路由直流斷路器和隔離開關組成，直流斷路器、阻性負載迴路與隔離開關依次串聯連接。
[0008]進一步地，還包括與所述主控制器通過工業乙太網連接的遠程計算機。
[0009]進一步地，所述阻性負載迴路的額定功率共有8個擋位，額定功率Pn依次為:800kW、800kW、800kW、800kW、800kW、400kW、200kW、IOOkW ;所述 8 個擋位上負載支路的乾式電阻器均由若干的電阻絲組合而成，並且每個擋位上的電阻功率均可在O~Pn之間進行電阻功率的重新組合、設定。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:負載能夠在DC4.0kV的工作條件下運行，負載的調節準確、方便，具有遠程的控制功能，能很好的滿足大功率發電機組對中壓直流負載的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】[0011]圖1是本實用新型的原理示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的整體結構圖；
[0013]圖3是供電電源迴路的原理示意圖；
[0014]圖4是阻性負載迴路的電路原理簡圖；
[0015]圖5是主控制器的原理示意圖；
[0016]圖6是中間控制迴路的電路原理簡圖；
[0017]圖7是中壓直流負載箱容量擴展的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本實用新型的保護範圍有任何的限制作用。
[0019]如圖1所示的一種大功率發電機組中壓直流負載，包括負載主迴路、供電電源迴路、主控制器、中間控制迴路、阻性負載迴路、遠程計算機和測量迴路，所述負載主迴路與阻性負載迴路連接，所述供電電源迴路分別與所述阻性負載迴路、中間控制迴路和主控制器連接；所述主控制器經所述中間控制迴路與所述阻性負載迴路連接；所述阻性負載迴路經所述測量迴路與所述主控制器連接。
[0020]其中，所述負載主迴路由直流斷路器和隔離開關組成，直流斷路器、阻性負載迴路與隔離開關依次串聯連接。遠程計算機與所述主控制器通過工業乙太網連接。
[0021]大功率發電機組中壓直流負載在DC4.0kV的工作電壓下，能夠長期、可靠的運行；所述阻性負載迴路根據發電機組的額定功率，能夠較為方便的對負載的額定功率進行硬體的改造，滿足不同發電機組對負載功率的要求；遠程計算機能夠直接與主控制器進行通信，並能夠根據所述測量迴路所測得的電壓、電流值，對中壓直流負載箱進行功率控制；所述遠程計算機能夠通過網絡通信模塊(如工業交換機)的擴展，同時對若干個中壓直流負載箱進行遠程控制，能夠滿足更大功率的發電機組對中壓直流負載的要求。
[0022]如圖2所示的一種大功率發電機組中壓直流負載箱，主要由低壓控制室、中壓控制室和中壓電阻室組成。低壓控制室內主要有供電電源迴路、主控制器及中間控制迴路；中壓控制室主要有直流熔斷器和直流接觸器；中壓電阻室主要由1#?8#乾式電阻器及相應的位於乾式電阻器正下方的冷卻風機組成。Tl?T8為檢測1#?8#乾式電阻器出風溫度的溫度傳感器。
[0023]如圖4所示，阻性負載迴路由直流熔斷器、直流接觸器、直流乾式電阻器串聯而成，所有組成部分能夠在DC4.0kV工作電壓下長期、可靠的運行。負載主迴路的直流斷路器和隔離開關用於中壓直流負載與直流發電機組的電氣連接。直流熔斷器用於每個負載迴路的過流保護，直流接觸器用於阻性負載迴路中每一條支路的功率調節，直流電阻器用於將發電機組的電能轉換成熱能。
[0024]RTl?RT8、CMl?CM8、Rl?R8分別為負載迴路的直流熔斷器、直流接觸器和乾式電阻器，乾式電阻器由若干的中壓電阻絲串並聯組合而成。RTl?RT8、CMl?CM8位於圖1所示的中壓控制室內，Rl?R8位於圖2所示的中壓電阻室內。
[0025]由圖4所示的阻性負載迴路原理圖可知，將直流熔斷器、直流接觸器、乾式電阻器串聯組成阻性負載迴路，依次為1#?8#負載迴路。再將1#?8#負載迴路的正、負極分別連接到正、負極的進線端子排上，構成中壓直流負載箱的正、負極進線。
[0026]如圖3所示，所述供電電源迴路中AC380V的輸出端接至所述冷卻風機的電源輸入端；供電電源迴路中UPS的AC220V輸出端分別接至主控制器和中間控制迴路的電源輸入端，實現對主控制器和中間控制迴路的不間斷供電；供電電源迴路中DCllOV整流模塊的輸出端接所述阻性負載迴路中直流接觸器的電源輸入端。
[0027]如圖5、6和7所示，所述主控制器能夠直接與所述遠程計算機進行通信。中壓直流負載箱的所有開關量和模擬量均連接至主控制器的信號輸入端，主控制器的控制輸出端與中間控制迴路的相應中間繼電器相連接。通過主控制器的信號輸入、輸出，主控制器完成數據的採集和遠程控制量的輸出功能。
[0028]圖6中，SI?S8為機旁合閘按鈕，BI?B8為機旁分閘按鈕；F1?F8為遠程控制合閘的中間繼電器，Fl-1?F8-1為Fl?F8的常開觸點；H1?HS為遠程控制分閘的中間繼電器，Hl-1?H8-1為Hl?H8的常開觸點；K1?K8為合閘操作的中間繼電器，Kl-1?K8-1及K1-2?K8-2為Kl?K8的常開觸點；KB1?KB8為分閘操作的中間繼電器，KBl-1?KB8-1為KBl?KB8的常閉觸點；CM1?CM8為直流接觸器的操作線圈；SA1為機旁/遠程的選擇開關。上述器件均位於圖2所示的低壓控制室內。
[0029]由圖6所示的中間控制迴路原理圖可知，機旁/遠程的選擇開關SAl在中間控制迴路的進線端，SAl選擇中壓直流負載箱的控制方式。1#負載迴路的中間控制迴路的接線方式如下所示:S1、F1、K1-1的一端分別接到SAl的機旁端、遠程端、AC220V端，S1、F1、K1-1的另一端並聯短接後與Kl、KBl-1串聯，串聯後的出線接至N端；K1-2與CMl串聯之後，該串聯支路的兩端分別接至DCllOV的正、負兩極。2#?8#負載迴路的中間控制迴路與1#的類似。
[0030]所述負載箱的正、負極進線分別通過負載主迴路的直流斷路器、隔離開關與所述發電機組的正、負極輸出端相連接。
[0031]所述阻性負載迴路中的乾式電阻器由若干的小功率電阻絲串、並聯組合而成，可通過對電阻絲的重新組合，實現阻性負載迴路額定功率的重新設定。
[0032]所述貨櫃採用長方體結構，除遠程計算機之外，中壓直流負載箱的所有設備均安裝在貨櫃內。貨櫃四周密封，冷卻風機安裝在貨櫃的底部，冷卻風機的風道採用下進上出的方式對阻性負載迴路的乾式電阻器進行強制冷卻。
[0033]所述遠程計算機能夠通過網絡通信模塊(如工業交換機)的擴展，同時與多個主控制器進行網絡通信，實現中壓直流負載容量的擴展，滿足更大功率發電機組對中壓直流負載的要求。
[0034]由圖7所示，1#?N#直流負載箱的主控制器均經由網絡通信模塊與遠程計算機通信，完成遠程計算機對1#?N#直流負載箱的遠程控制；同時，將1#?N#直流負載箱的正極端子與發電機組的正極相連，將1#?N#直流負載箱的負極端子與發電機組的負極相連，從而實現中壓直流負載容量的擴展。
[0035]本實用新型的特點是，能夠測試大功率中壓直流發電機組的輸出帶載能力，對中壓直流負載箱的運行參數進行實時的顯示、存儲和分析，並且實現對中壓直流負載箱的遠程控制；同時能夠對中壓直流負載的容量進行擴展，滿足更大功率中壓直流發電機組對中壓直流負載的要求。[0036]本實用新型的工作流程如下:
[0037]首先，啟用SAl選擇中壓直流負載箱的控制方式。在機旁狀態時，通過按鈕SI?S8、B1?B8實現直流接觸器的合、分閘，完成阻性負載迴路的投入\切除操作；在遠程狀態時，遠程計算機控制主控制器的輸出，實現直流接觸器的合、分閘，完成阻性負載迴路的投入\切除操作。
[0038]其次，起動所有的冷卻風機，對阻性負載迴路進行強制的風冷，保證中壓直流負載箱在額定功率下能夠可靠、持續的運行。
[0039]再次，通過遠程計算機，實時讀取測量迴路採集的中壓直流負載箱的電壓、電流值，對負載的功率進行實時的檢測。並根據發電機組的需要，通過遠程計算機對負載箱的控制，完成負載功率的調節。同時，主控制器實時的監測中壓直流負載箱的所有運行狀態，並在遠程計算機上設定報警功能，保證中壓直流負載箱的安全、可靠的運行。
[0040]最後，可通過對阻性負載迴路中乾式電阻器進行的改造以及網絡通信模塊的擴展功能，滿足各種大功率發電機組對中壓直流負載的要求。
【權利要求】
1.一種大功率中壓直流負載，其特徵在於:包括負載主迴路、供電電源迴路、主控制器、中間控制迴路、阻性負載迴路和測量迴路；所述負載主迴路與阻性負載迴路連接，所述供電電源迴路分別與所述阻性負載迴路、中間控制迴路和主控制器連接；所述主控制器經所述中間控制迴路與所述阻性負載迴路連接；所述阻性負載迴路經所述測量迴路與所述主控制器連接。
2.如權利要求1所述大功率中壓直流負載，其特徵在於:所述負載主迴路由直流斷路器和隔離開關組成，直流斷路器、阻性負載迴路與隔離開關依次串聯連接。
3.如權利要求1所述大功率中壓直流負載，其特徵在於:還包括與所述主控制器通過工業乙太網連接的遠程計算機。
4.如權利要求1所述大功率中壓直流負載，其特徵在於:所述阻性負載迴路的額定功率共有 8 個擋位，額定功率 Pn 依次為:800kW、800kW、800kW、800kW、800kW、400kW、200kW、IOOkff ;所述8個擋位上負載支路的乾式電阻器均由若干的電阻絲組合而成，並且每個擋位上的電阻功率均可在O?Pn之間進行電阻功率的重新組合、設定。
【文檔編號】G01R1/00GK203385754SQ201320517008
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】戴志偉, 關磊, 俞希學, 吳帆 申請人:中國船舶重工集團公司第七〇三研究所無錫分部