一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括交流電源；所述交流電源通過綜合電力監(jiān)控模塊和I/O繼電器控制板與試驗(yàn)負(fù)載元件連接；所述綜合電力監(jiān)控模塊和I/O繼電器控制板分別與上位機(jī)連接。本實(shí)用新型能夠根據(jù)試驗(yàn)電壓值與功率負(fù)荷的實(shí)際需求，通過對(duì)大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載的自動(dòng)匹配與控制，精確提供試驗(yàn)所需要的單一阻性負(fù)載、容性負(fù)載和感性負(fù)載或其組合，真實(shí)模擬設(shè)備的運(yùn)行工況，充分驗(yàn)證試品的功能和性能，具有運(yùn)算和響應(yīng)速度快、匹配精度高、操控性好和穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。
【專利說明】 一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，具體涉及一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
:
[0002]用于模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際負(fù)載運(yùn)行特性大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)的負(fù)載裝置，廣泛應(yīng)用于大功率交流電源、柴油發(fā)電機(jī)組、變壓器、通信電源、不間斷電源(UPS)、逆變器等設(shè)備的功率試驗(yàn)、電氣試驗(yàn)、老化試驗(yàn)及可靠性試驗(yàn)等領(lǐng)域，以測(cè)試其各項(xiàng)電氣性能指標(biāo)?，F(xiàn)有大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載包括阻性負(fù)載、感性負(fù)載、容性負(fù)載三種負(fù)載形式及其組合，負(fù)載容量的匹配方法通常是通過確定負(fù)載內(nèi)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(dòng)或電動(dòng)控制相應(yīng)負(fù)載的控制繼電器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)元件加減載，滿足所需要的大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載功率。
[0003]經(jīng)本實(shí)用新型人長期觀察、研究發(fā)現(xiàn)這種負(fù)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(fù)荷條件才能達(dá)到固有設(shè)計(jì)參數(shù)，負(fù)荷條件對(duì)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(yàn)負(fù)載，而大容量模擬試驗(yàn)負(fù)載不僅成本高、而且體積大。
[0005](2)傳統(tǒng)的大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載采用人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和精準(zhǔn)控制，加載精度不高，而匹配時(shí)計(jì)算量大，耗時(shí)長。為降低工作難度，一般采用簡(jiǎn)化的混合型負(fù)載，即在電阻元器件中存在有電感或電容，無疑這導(dǎo)致了不能夠?qū)崿F(xiàn)真正的純阻性、純?nèi)菪院图兏行载?fù)載的模擬，影響了模擬試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可信性。
[0006]因此，需要提供一種針對(duì)大容量交流可調(diào)模擬組合負(fù)載需要精確實(shí)時(shí)匹配與控制，提出一種有效的解決方案，以滿足不同類型設(shè)備試驗(yàn)要求，進(jìn)行大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載容量實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)、精確匹配與控制。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，該方法真實(shí)模擬設(shè)備的運(yùn)行工況，充分驗(yàn)證試品的功能和性能，具有運(yùn)算和響應(yīng)速度快、匹配精度高、操控性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述試驗(yàn)負(fù)載包括阻性負(fù)載、感性負(fù)載和容性負(fù)載，所述系統(tǒng)包括交流電源；所述交流電源通過綜合電力監(jiān)控模塊和I/o繼電器控制板與試驗(yàn)負(fù)載元件連接；所述綜合電力監(jiān)控模塊和I/o繼電器控制板分別與上位機(jī)連接。
[0009]本實(shí)用新型提供的一種一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述綜合電力監(jiān)控模塊測(cè)量和監(jiān)控所述試驗(yàn)負(fù)載和所述試驗(yàn)負(fù)載的主回路的電氣參數(shù)。
[0010]本實(shí)用新型提供的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述電氣參數(shù)包括電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、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(shí)用新型提供的另一優(yōu)選的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述的I/o繼電器控制板為實(shí)現(xiàn)所述PC機(jī)遠(yuǎn)程控制繼電器的PLC控制板并設(shè)有繼電器I/O的控制器和遠(yuǎn)程通訊接口。
[0012]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述上位機(jī)是PC機(jī)；通過所述PC機(jī)發(fā)出指令控制所述系統(tǒng)中的所述綜合電力監(jiān)控模塊、I/O繼電器控制器和負(fù)載元件。
[0013]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述試驗(yàn)負(fù)載元件為可調(diào)負(fù)載器件；包括電阻元器件、電容元器件和電感元器件。
[0014]本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述試驗(yàn)負(fù)載元件為單一純阻性、純感性或純?nèi)菪缘呢?fù)載的加減載中的兩種任意負(fù)載組合或三種負(fù)載任意組合。
[0015]和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果
[0016]1、本實(shí)用新型解決了大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載精確加載問題，可實(shí)現(xiàn)純阻性負(fù)載、純感性負(fù)載和純?nèi)菪载?fù)載的加載；
[0017]2、本實(shí)用新型原理科學(xué)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有創(chuàng)新和實(shí)用價(jià)值；
[0018]3、本實(shí)用新型可解決在實(shí)際交流電壓值與負(fù)載元器件額定電壓不等的情況下的恒功率加載問題，實(shí)現(xiàn)精確負(fù)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(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在三相不平衡時(shí)，各相恒功率精確匹配加載；
[0020]5、本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各種大容量電源類設(shè)備的試驗(yàn)測(cè)試；
[0021]6、本實(shí)用新型成本低、體積小并提高了模擬試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可信性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型的方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例1:
[0026]如圖1-2所示，本例的實(shí)用新型大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括交流電源；所述交流電源通過綜合電力監(jiān)控模塊和I/o繼電器控制板與大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載元件連接；所述綜合電力監(jiān)控模塊和I/o繼電器控制板分別與上位機(jī)連接。
[0027]所述綜合電力監(jiān)控模塊分別對(duì)所述試驗(yàn)負(fù)載中的阻性負(fù)載，感性負(fù)載，容性負(fù)載和所述試驗(yàn)負(fù)載的主回路的電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。
[0028]所述電氣參數(shù)包括電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、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(jiān)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(shí)現(xiàn)電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、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(shù)進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算和分析的綜合電能質(zhì)量分析。
[0029]所述的I/O繼電器控制板為實(shí)現(xiàn)所述PC機(jī)遠(yuǎn)程控制繼電器的PLC控制板并設(shè)有繼電器I/o的控制器和遠(yuǎn)程通訊接口。
[0030]所述試驗(yàn)負(fù)載元件為是滿足負(fù)載需要進(jìn)行功率配置的可調(diào)負(fù)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；用于模擬需要在大容量交流負(fù)載條件下的運(yùn)行功耗、性能及功能的檢測(cè)。
[0031]所述上位機(jī)是設(shè)有友好人機(jī)交互界面遠(yuǎn)程控制軟件的PC機(jī)；試驗(yàn)人員能夠通過所述PC機(jī)發(fā)出指令控制所述系統(tǒng)中的所述綜合電力監(jiān)控模塊、I/o繼電器控制器和負(fù)載元件等的硬件模塊和繼電器。
[0032]所述控制軟件實(shí)現(xiàn)所述PC機(jī)與所述綜合電力監(jiān)控模塊和I/O繼電器控制器之間的數(shù)據(jù)通訊，上位機(jī)PC機(jī)分別和綜合電力監(jiān)控模塊及I/O繼電器控制板通過通訊線路進(jìn)行連接；實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和顯示綜合電力監(jiān)控的模塊采集并上傳各項(xiàng)電氣參數(shù)。
[0033]所述試驗(yàn)負(fù)載包括阻性負(fù)載、感性負(fù)載和容性負(fù)載，阻性負(fù)載如硅鐵電阻、陶瓷電阻等；感性負(fù)載如電感器、可調(diào)電感線圈等；容性負(fù)載集合式電容器、自愈式電容器等。。
[0034]所述試驗(yàn)負(fù)載元件實(shí)現(xiàn)單一純阻性、純感性或純?nèi)菪缘呢?fù)載的加減載；其中兩種任意負(fù)載組合或三種負(fù)載間的任意組合，實(shí)現(xiàn)在三相間施加相同容量恒功率或不同容量功率負(fù)載。
[0035]包含上述技術(shù)方案的大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括以下步驟:
[0036](I)根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)定負(fù)載加載參數(shù)并開始加載負(fù)載；
[0037](2)所述綜合電力監(jiān)控模塊采集各個(gè)試驗(yàn)負(fù)載元件的每個(gè)電氣參數(shù)和試驗(yàn)負(fù)載的主回路中的各個(gè)電氣參數(shù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0038](3)所述上位機(jī)通過遠(yuǎn)程控制軟件通訊模塊讀取上傳的各綜合電力監(jiān)控模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)；
[0039](4)所述上位機(jī)通過遠(yuǎn)程控制軟件將讀取到的各電力監(jiān)控檢測(cè)模塊采集的測(cè)量數(shù)據(jù)和主回路中電力監(jiān)控檢測(cè)模塊的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比和分析的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理；
[0040](5)當(dāng)主回路中實(shí)時(shí)測(cè)量的電氣參數(shù)與試驗(yàn)所設(shè)定加載參數(shù)不同時(shí)，所述上位機(jī)通過遠(yuǎn)程控制軟件發(fā)出指令，控制I/o繼電器控制板補(bǔ)償相應(yīng)差值的有功或無功功率，以匹配實(shí)際負(fù)載的試驗(yàn)容量從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)微調(diào)；
[0041](6)實(shí)現(xiàn)負(fù)載實(shí)時(shí)精確加載,達(dá)到設(shè)定加載值。
[0042]在本申請(qǐng)中，綜合電力監(jiān)控模塊具備對(duì)負(fù)載工作時(shí)的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電流、電壓、功率、功率因數(shù)、設(shè)備的分合狀態(tài)等信息進(jìn)行全面監(jiān)控能力，如山東力創(chuàng)科技有限公司的EDA9133A-DP綜合電力監(jiān)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(jī)友好交互界面遠(yuǎn)程控制軟件可以在界面中實(shí)現(xiàn)對(duì)每組負(fù)載的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)、控制、預(yù)設(shè)和對(duì)預(yù)設(shè)結(jié)果的模擬驗(yàn)證、試驗(yàn)結(jié)果的分析與存儲(chǔ)、各種異常情況的提示、告警和閉鎖等功能，如西門子的WINCC軟件。
[0043]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理依然可以對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括交流電源，所述試驗(yàn)負(fù)載包括阻性負(fù)載、感性負(fù)載和容性負(fù)載；其特征在于:所述交流電源通過綜合電力監(jiān)控模塊和I/o繼電器控制板與試驗(yàn)負(fù)載元件連接；所述綜合電力監(jiān)控模塊和I/O繼電器控制板分別與上位機(jī)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，其特征在于:所述綜合電力監(jiān)控模塊測(cè)量和監(jiān)控所述試驗(yàn)負(fù)載和所述試驗(yàn)負(fù)載的主回路的電氣參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電氣參數(shù)包括電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、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(quán)利要求1所述的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的I/O繼電器控制板為實(shí)現(xiàn)PC機(jī)遠(yuǎn)程控制繼電器的PLC控制板并設(shè)有繼電器I/O的控制器和遠(yuǎn)程通訊接口。
5.如權(quán)利要求2所述的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)是PC機(jī)；通過所述PC機(jī)發(fā)出指令控制所述系統(tǒng)中的所述綜合電力監(jiān)控模塊、I/O繼電器控制器和負(fù)載元件。
6.如權(quán)利要求5所述的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，其特征在于:所述試驗(yàn)負(fù)載元件為可調(diào)負(fù)載器件；包括電阻元器件、電容元器件和電感元器件。
7.如權(quán)利要求6所述的一種大容量交流可調(diào)模擬試驗(yàn)負(fù)載控制系統(tǒng)，其特征在于:所述試驗(yàn)負(fù)載元件為單一純阻性、純感性或純?nèi)菪缘呢?fù)載的加減載中的兩種任意負(fù)載組合或三種負(fù)載任意組合。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK204065770SQ201420416486
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】韓篩根, 吳燕, 關(guān)石磊, 丁妍, 柏志新, 辛倩, 李東良 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院