一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統的製作方法

2023-10-07 03:15:44 2

一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述系統包括交流電源；所述交流電源通過綜合電力監控模塊和I/O繼電器控制板與試驗負載元件連接；所述綜合電力監控模塊和I/O繼電器控制板分別與上位機連接。本實用新型能夠根據試驗電壓值與功率負荷的實際需求，通過對大容量交流可調模擬試驗負載的自動匹配與控制，精確提供試驗所需要的單一阻性負載、容性負載和感性負載或其組合，真實模擬設備的運行工況，充分驗證試品的功能和性能，具有運算和響應速度快、匹配精度高、操控性好和穩定性高等特點。
【專利說明】 一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統

【技術領域】
:
[0001]本實用新型涉及一種控制系統，具體涉及一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統。

【背景技術】
:
[0002]用於模擬現場實際負載運行特性大容量交流可調模擬試驗的負載裝置，廣泛應用於大功率交流電源、柴油發電機組、變壓器、通信電源、不間斷電源(UPS)、逆變器等設備的功率試驗、電氣試驗、老化試驗及可靠性試驗等領域，以測試其各項電氣性能指標。現有大容量交流可調模擬試驗負載包括阻性負載、感性負載、容性負載三種負載形式及其組合，負載容量的匹配方法通常是通過確定負載內部各功耗元器件的電阻值、電容值、電感值，控制方式是通過手動或電動控制相應負載的控制繼電器實現相應元件加減載，滿足所需要的大容量交流可調模擬試驗負載功率。
[0003]經本實用新型人長期觀察、研究發現這種負載的控制方式存在以下不足:
[0004](I)元器件性能一般需要元器件在額定電壓和額定負荷條件才能達到固有設計參數，負荷條件對元器件的電氣性能和功能影響更大，這需要有很大的配套模擬試驗負載，而大容量模擬試驗負載不僅成本高、而且體積大。
[0005](2)傳統的大容量交流可調模擬試驗負載採用人工手動調節，無法實現自動調節和精準控制，加載精度不高，而匹配時計算量大，耗時長。為降低工作難度，一般採用簡化的混合型負載，即在電阻元器件中存在有電感或電容，無疑這導致了不能夠實現真正的純阻性、純容性和純感性負載的模擬，影響了模擬試驗的準確性和可信性。
[0006]因此，需要提供一種針對大容量交流可調模擬組合負載需要精確實時匹配與控制，提出一種有效的解決方案，以滿足不同類型設備試驗要求，進行大容量交流可調模擬試驗負載容量實時調節、精確匹配與控制。
實用新型內容:
[0007]本實用新型的目的是提供一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，該方法真實模擬設備的運行工況，充分驗證試品的功能和性能，具有運算和響應速度快、匹配精度高、操控性好和穩定性高的特點。
[0008]為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述試驗負載包括阻性負載、感性負載和容性負載，所述系統包括交流電源；所述交流電源通過綜合電力監控模塊和I/o繼電器控制板與試驗負載元件連接；所述綜合電力監控模塊和I/o繼電器控制板分別與上位機連接。
[0009]本實用新型提供的一種一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述綜合電力監控模塊測量和監控所述試驗負載和所述試驗負載的主迴路的電氣參數。
[0010]本實用新型提供的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述電氣參數包括電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功電流、無功電能、零序電流、電壓不平衡度、電壓或電流K值和電壓或電流次諧波分量。
[0011]本實用新型提供的另一優選的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述的I/o繼電器控制板為實現所述PC機遠程控制繼電器的PLC控制板並設有繼電器I/O的控制器和遠程通訊接口。
[0012]本實用新型提供的又一優選的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述上位機是PC機；通過所述PC機發出指令控制所述系統中的所述綜合電力監控模塊、I/O繼電器控制器和負載元件。
[0013]本實用新型提供的又一優選的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述試驗負載元件為可調負載器件；包括電阻元器件、電容元器件和電感元器件。
[0014]本實用新型提供的又一優選的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述試驗負載元件為單一純阻性、純感性或純容性的負載的加減載中的兩種任意負載組合或三種負載任意組合。
[0015]和最接近的現有技術比，本實用新型提供技術方案具有以下優異效果
[0016]1、本實用新型解決了大容量交流可調模擬試驗負載精確加載問題，可實現純阻性負載、純感性負載和純容性負載的加載；
[0017]2、本實用新型原理科學，結構簡單，具有創新和實用價值；
[0018]3、本實用新型可解決在實際交流電壓值與負載元器件額定電壓不等的情況下的恆功率加載問題，實現精確負載的加載，有效地提高了容量匹配精度，其效果十分顯著；
[0019]4、本實用新型可實現在三相不平衡時，各相恆功率精確匹配加載；
[0020]5、本實用新型可廣泛應用於各種大容量電源類設備的試驗測試；
[0021]6、本實用新型成本低、體積小並提高了模擬試驗的準確性和可信性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的控制系統結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型的方法流程圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例對實用新型作進一步的詳細說明。
[0025]實施例1:
[0026]如圖1-2所示，本例的實用新型大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述系統包括交流電源；所述交流電源通過綜合電力監控模塊和I/o繼電器控制板與大容量交流可調模擬試驗負載元件連接；所述綜合電力監控模塊和I/o繼電器控制板分別與上位機連接。
[0027]所述綜合電力監控模塊分別對所述試驗負載中的阻性負載，感性負載，容性負載和所述試驗負載的主迴路的電氣參數進行測量和監控。
[0028]所述電氣參數包括電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功電流、無功電能、零序電流、電壓不平衡度、電壓或電流K值和電壓或電流次諧波分量。所述綜合電力監控模塊輸入為三相交流電壓、電流，電壓量程(相電壓)為500V，可實現電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功電流、無功電能、零序電流、電壓不平衡度、電壓/電流K值、電壓/電流次諧波分量等電氣參數進行測量、計算和分析的綜合電能質量分析。
[0029]所述的I/O繼電器控制板為實現所述PC機遠程控制繼電器的PLC控制板並設有繼電器I/o的控制器和遠程通訊接口。
[0030]所述試驗負載元件為是滿足負載需要進行功率配置的可調負載器件；包括電阻元器件、電容元器件和電感元器件。所述I/o繼電器控制板分別與電阻元件、電容元件、電感元件相連；用於模擬需要在大容量交流負載條件下的運行功耗、性能及功能的檢測。
[0031]所述上位機是設有友好人機互動界面遠程控制軟體的PC機；試驗人員能夠通過所述PC機發出指令控制所述系統中的所述綜合電力監控模塊、I/o繼電器控制器和負載元件等的硬體模塊和繼電器。
[0032]所述控制軟體實現所述PC機與所述綜合電力監控模塊和I/O繼電器控制器之間的數據通訊，上位機PC機分別和綜合電力監控模塊及I/O繼電器控制板通過通訊線路進行連接；實時存儲和顯示綜合電力監控的模塊採集並上傳各項電氣參數。
[0033]所述試驗負載包括阻性負載、感性負載和容性負載，阻性負載如矽鐵電阻、陶瓷電阻等；感性負載如電感器、可調電感線圈等；容性負載集合式電容器、自愈式電容器等。。
[0034]所述試驗負載元件實現單一純阻性、純感性或純容性的負載的加減載；其中兩種任意負載組合或三種負載間的任意組合，實現在三相間施加相同容量恆功率或不同容量功率負載。
[0035]包含上述技術方案的大容量交流可調模擬試驗負載控制系統的控制方法，所述方法包括以下步驟:
[0036](I)根據試驗要求設定負載加載參數並開始加載負載；
[0037](2)所述綜合電力監控模塊採集各個試驗負載元件的每個電氣參數和試驗負載的主迴路中的各個電氣參數，並進行數據的模數轉換；
[0038](3)所述上位機通過遠程控制軟體通訊模塊讀取上傳的各綜合電力監控模塊的測量數據；
[0039](4)所述上位機通過遠程控制軟體將讀取到的各電力監控檢測模塊採集的測量數據和主迴路中電力監控檢測模塊的參數進行對比和分析的實時數據處理；
[0040](5)當主迴路中實時測量的電氣參數與試驗所設定加載參數不同時，所述上位機通過遠程控制軟體發出指令，控制I/o繼電器控制板補償相應差值的有功或無功功率，以匹配實際負載的試驗容量從而實現實時自動微調；
[0041](6)實現負載實時精確加載,達到設定加載值。
[0042]在本申請中，綜合電力監控模塊具備對負載工作時的各種運行數據，如電流、電壓、功率、功率因數、設備的分合狀態等信息進行全面監控能力，如山東力創科技有限公司的EDA9133A-DP綜合電力監控模塊，所述I/O繼電器控制板如專利200820082667.0中的控制板，人機友好交互界面遠程控制軟體可以在界面中實現對每組負載的精準調節、控制、預設和對預設結果的模擬驗證、試驗結果的分析與存儲、各種異常情況的提示、告警和閉鎖等功能，如西門子的WINCC軟體。
[0043]最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制，所屬領域的普通技術人員儘管參照上述實施例應當理依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本實用新型精神和範圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本實用新型的權利要求保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，所述系統包括交流電源，所述試驗負載包括阻性負載、感性負載和容性負載；其特徵在於:所述交流電源通過綜合電力監控模塊和I/o繼電器控制板與試驗負載元件連接；所述綜合電力監控模塊和I/O繼電器控制板分別與上位機連接。
2.如權利要求1所述的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，其特徵在於:所述綜合電力監控模塊測量和監控所述試驗負載和所述試驗負載的主迴路的電氣參數。
3.如權利要求2所述的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，其特徵在於:所述電氣參數包括電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功電流、無功電能、零序電流、電壓不平衡度、電壓或電流K值和電壓或電流次諧波分量。
4.如權利要求1所述的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，其特徵在於:所述的I/O繼電器控制板為實現PC機遠程控制繼電器的PLC控制板並設有繼電器I/O的控制器和遠程通訊接口。
5.如權利要求2所述的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，其特徵在於:所述上位機是PC機；通過所述PC機發出指令控制所述系統中的所述綜合電力監控模塊、I/O繼電器控制器和負載元件。
6.如權利要求5所述的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，其特徵在於:所述試驗負載元件為可調負載器件；包括電阻元器件、電容元器件和電感元器件。
7.如權利要求6所述的一種大容量交流可調模擬試驗負載控制系統，其特徵在於:所述試驗負載元件為單一純阻性、純感性或純容性的負載的加減載中的兩種任意負載組合或三種負載任意組合。
【文檔編號】G01R31/00GK204065770SQ201420416486
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】韓篩根, 吳燕, 關石磊, 丁妍, 柏志新, 辛倩, 李東良 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院