一种成套开关设备试验装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电气设备检测技术领域，尤其涉及一种成套开关设备试验装置。


背景技术：

[0002]
成套开关设备是电力系统各个电压等级中广泛使用的重要配电设备。成套开关设备的主要类别包括低压成套开关设备、高压成套开关设备、sf6气体封闭式组合电器和预装式变电站等。成套开关设备的使用量大面广，从发电厂、变电站到终端电力用户，无一不使用成套开关设备。成套开关设备试验装置是指用于成套开关设备生产厂家对所生产的产品进行出厂前的各项通电试验，它为电力运行的安全性、可靠性提供可靠保障。
[0003]
目前市场上的成套开关设备试验装置，它仅能提供常规交、直流电源，完成基本通电试验，在实际试验过程中，不能实现对无功补偿装置的功率因数调整试验；不能实现对变频器模拟量控制试验；无源温度在线监测装置不能试验；变频器、直流屏等设备不能带负载试验；另外操作不方便，如调试人员在调试过程中需要改变试验装置的输出参数，必须要回到试验装置进行相应的操作，调试效率低。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种可实现无功补偿装置的功率因数调整试验、变频器模拟量控制试验、无源温度在线监测装置试验、变频器、直流屏的负载试验的成套开关设备试验装置。
[0005]
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0006]
一种成套开关设备试验装置，所述成套开关包括无功补偿装置、变频器、无源温度在线监测装置以及相位角调整机构；包括控制模块以及常规电流电压输出模块、特殊电流电压输出模块、负载模块、无功补偿模块以及温湿度模块；
[0007]
所述常规电流电压输出模块，用于输出第一预设可调电压，并根据输出的第一预设可调电压对开关设备进行通电试验；
[0008]
所述特殊电流电压输出模块，用于输出第二预设可调电压以及第二预设可调电流，并根据输出的预设可调电压以及第二预设可调电流对无源测温装置进行通电试验以及对变频器进行模拟量控制试验，
[0009]
所述负载模块，用于对变频器和直流屏进行负载试验；
[0010]
所述无功补偿模块，用于对无功补偿装置功率因数调整试验；
[0011]
所述温湿度模块，用于对温度传感器模拟预设温度试验，对湿度传感器模拟预设湿度试验。
[0012]
进一步地，所述控制模块包括plc控制单元和手动控制单元；
[0013]
所述plc控制单元，用于根据接收的预设控制信号分别控制常规电流电压输出模块、特殊电流电压输出模块、无功补偿模块、负载模块以及温湿度模块的输出；
[0014]
所述手动控制单元，用于手动控制常规电流电压输出模块、特殊电流电压输出模
块、无功补偿模块、负载模块以及温湿度模块的输出。
[0015]
进一步地，还包括手持控制终端；
[0016]
所述手持控制终端和plc控制单元连接，并发送预设控制信号至plc控制单元；并显示当前输出的相位角状态以及电压、电流状态。
[0017]
进一步地，所述常规电流电压输出模块输出的第一预设可调电压包括三相交流0～500v可调电压、直流0～250v可调电压、单相交流 0～250v可调电压；
[0018]
所述特殊电流电压输出模块输出的第二预设可调电压为直流0～10v电压；第二预设可调电流为直流0～20ma电流和交流0～50a 电流。
[0019]
进一步地，所述plc控制单元包括plc控制芯片、第一常开按钮 sb1、第二常开按钮sb2、第三常开按钮sb3、第四常开按钮sb4、第一接触器km1线圈、第二接触器km2线圈、第三接触器km3线圈、第四接触器km4线圈、plc调整相位角输出单元、plc调整电流电压输出单元；
[0020]
所述第一常开按钮sb1的一端和第一接触器km1线圈的一端以及plc控制芯片连接，第一常开按钮sb1的另一端和火线连接，所述第一接触器km1线圈的另一端和零线连接；所述第二常开按钮sb2 的一端和第二接触器km2线圈的一端以及plc控制芯片连接，第二常开按钮sb2的另一端和火线连接，所述第二接触器km2线圈的另一端和零线连接；所述第三常开按钮sb3的一端和第三接触器km3线圈的一端以及plc控制芯片连接，第三常开按钮sb3的另一端和火线连接，所述第三接触器km3线圈的另一端和零线连接；所述第四常开按钮sb4的一端和第四接触器km4线圈的一端以及plc控制芯片连接，第四常开按钮sb4的另一端和火线连接，所述第四接触器km4 线圈的另一端和零线连接。
[0021]
进一步地，所述负载模块包括第一接触器km1线圈的对应的常开触点km11、常开触点km12、常开触点km13，电抗l1、电抗l2、电抗l3，指示灯hl1、指示灯hl2、指示灯hl3；所述常开触点km11的一端和fa端子连接，所述常开触点km11的另一端和电抗l1的一端连接，所述电抗l1的另一端和指示灯hl1的一端以及指示灯hl2的一端连接，所述常开触点km12的一端和fb端子连接，所述常开触点km12 的另一端和电抗l2的一端连接，所述电抗l2的另一端和指示灯hl1 的另一端以及指示灯hl3的一端连接，所述常开触点km13的一端和 fc端子连接，所述常开触点km13的另一端和电抗l3的一端连接，所述电抗l3的另一端和指示灯hl3的另一端以及指示灯hl2的另一端连接。
[0022]
进一步地，所述无功补偿模块包括相位角调整机构、手动调整相位角控制单元、plc调整相位角接收单元，第二接触器km2线圈的对应的常开触点km21、常开触点km22、常开触点km23，可调电抗 l4、可调电抗l5、可调电抗l6，电阻r1、电阻r2、电阻r3；
[0023]
所述常开触点km21的一端和a端子连接，所述常开触点km21的另一端和可调电抗l4的一端连接，可调电抗l4的可调端和相位角调整机构连接，所述相位角调整机构和手动调整相位角控制单元以及 plc调整相位角接收单元连接，所述可调电抗l4的另一端和电阻r1 的一端连接，所述电阻r1的另一端和wa端子连接；常开触点km22 的另一端和可调电抗l5的一端连接，可调电抗l5的可调端和相位角调整机构连接，所述可调电抗l5的另一端和电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端和wb端子连接；常开触点km23的另一端和可调电抗l6的一端连接，可调电抗l6的可调端和相位角调整机构连接，所述可调电抗l6的另一端和电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端和wc端子连接。
[0024]
进一步地，所述特殊电流电压输出模块包括第三接触器km3线圈对应的常开触点km31、常开触点km32、常开触点km33、第四接触器km4线圈对应的常开触点km41、常开触点km42、电阻r4、整流电路vt、调压器t1、电流电压调整机构、手动调整电流电压单元、plc 调整电流电压接收单元以及输出接线端ta11、输出接线端ta21、输出接线端ta31、输出接线端ta32、输出接线端ta22、输出接线端 ta12、输出接线端tb1、输出接线端tb2、输出接线端tc1、输出接线端tc2；
[0025]
所述常开触点km31和常开触点km41并联连接后的一端和a端子连接，常开触点km31和常开触点km41并联连接后的另一端和调压器 t1一侧的一端连接，调压器t1一侧的另一端接零线，调压器t1另一侧的一端接常开触点km42的一端以及输出接线端ta11；所述常开触点km42的另一端和整流电路vt的v1端连接，所述整流电路vt的v3 端接输出接线端ta21以及输出接线端ta31，所述整流电路vt的v2 端接调压器t1另一侧的另一端以及输出接线端ta12；所述整流电路 vt的v4端接电阻r4的一端以及以及输出接线端ta22；所述电阻r4 的另一端接输出接线端ta32；
[0026]
所述常开触点km32以及常开触点km33通过调压器和电流电压调整机构连接，电流电压调整机构和手动调整电流电压单元以及 plc调整电流电压接收单元连接，并通过调压单元接输出接线端 tb1、输出接线端tb2、输出接线端tc1、输出接线端tc2。
[0027]
一种成套开关设备试验装置的试验方法，包括成套开关设备试验装置，还包括步骤：
[0028]
s1：通过常规电流电压输出模块，输出第一预设可调电压，并根据输出的第一预设可调电压对开关设备进行通电试验；
[0029]
s2：通过特殊电流电压输出模块，输出第二预设可调电压以及第二预设可调电流，并根据输出的预设可调电压以及第二预设可调电流对无源测温装置进行通电试验以及对变频器进行模拟量控制试验，
[0030]
s3：通过负载模块，对变频器和直流屏进行负载试验；
[0031]
s4：通过无功补偿模块，对无功补偿装置功率因数调整试验；
[0032]
s5：通过温湿度模块，对温度传感器模拟预设温度试验，对湿度传感器模拟预设湿度试验。
[0033]
本实用新型至少包括以下有益效果：
[0034]
(1)本成套开关设备试验装置包括常规电流电压输出模块、无功补偿模块、特殊电流电压输出模块、负载模块以及温湿度模块，能够实现无功补偿装置的功率因数调整试验、变频器模拟量控制试验、无源温度在线监测装置试验、变频器、直流屏的负载试验。
[0035]
(2)本成套开关设备试验装置包括手动控制和plc自动控制两种方式，手动控制方式可以通过按钮sb1、sb2、sb3、sb4实现相应的功能模块输出；plc自动控制方式，通过手持终端实现相应的功能模块输出。试验操作时，优先选择plc自动控制方式，因其调整方便，手持终端可以移动，操作人员可以方便的携带终端进行操作，有效提高了调试的效率。
附图说明
[0036]
图1为本成套开关设备试验装置结构图；
[0037]
图2为整体控制电路图。
[0038]
图3为负载模块电路图。
[0039]
图4为无功补偿模块电路图。
[0040]
图5为特殊电流电压输出模块电路图。
具体实施方式
[0041]
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0042]
本实施例提供了一种成套开关设备试验装置，如图1至图5所示，本系统包括：
[0043]
所述成套开关包括无功补偿装置、变频器、无源温度在线监测装置以及相位角调整机构；其特征在于，包括控制模块以及试验模块，所述控制模块和所述试验模块电连接，并接收控制模块发送的预设控制信号；
[0044]
所述试验模块用于根据接收的预设控制信号对应的控制成套开关设备进行相应的试验。
[0045]
进一步地，所述试验模块包括常规电流电压输出模块、特殊电流电压输出模块、负载模块、无功补偿模块以及温湿度模块；
[0046]
所述常规电流电压输出模块，用于输出第一预设可调电压，并根据输出的第一预设可调电压对开关设备进行通电试验；
[0047]
所述特殊电流电压输出模块，用于输出第二预设可调电压以及第二预设可调电流，并根据输出的预设可调电压以及第二预设可调电流对无源测温装置进行通电试验以及对变频器进行模拟量控制试验，
[0048]
所述负载模块，用于对和直流屏变频器进行负载试验；
[0049]
所述无功补偿模块，用于对无功补偿装置功率因数调整试验；
[0050]
所述温湿度模块，用于对温度传感器模拟预设温度试验，对湿度传感器模拟预设湿度试验。
[0051]
如图1所示，本成套开关设备试验装置由常规电流电压输出模块、无功补偿模块、特殊电流电压输出模块、负载模块、温湿度模块、手动控制部分、plc控制部分、手持控制终端等组成。
[0052]
进一步地，所述控制模块包括plc控制单元和手动控制单元；
[0053]
所述plc控制单元，用于根据接收的预设控制信号分别控制常规电流电压输出模块、特殊电流电压输出模块、无功补偿模块、负载模块以及温湿度模块的输出；
[0054]
所述手动控制单元，用于手动控制常规电流电压输出模块、特殊电流电压输出模块、无功补偿模块、负载模块以及温湿度模块的输出。
[0055]
进一步地，还包括手持控制终端；
[0056]
所述手持控制终端和plc控制单元连接，并发送预设控制信号至plc控制单元；并显示当前输出的相位角状态以及电压、电流状态。
[0057]
如图2所示，本成套开关设备试验装置手持控制终端与plc控制单元通过预设通讯方式传输预设控制信号，可以脱离本体工作；其中手持控制终端包含常规电流电压控制、常规电流电压控制显示、相位角显示、相位角控制、0～50a电流控制、0～50a电流控制显示、 0～10v电压控制、0～10v电压显示、0～20ma电流控制、0～20ma 电流显示等组成、负载模块
控制、温湿度模块控制等组成。
[0058]
进一步地，所述plc控制单元包括plc控制芯片、第一常开按钮sb1、第二常开按钮sb2、第三常开按钮sb3、第四常开按钮sb4、第一接触器km1线圈、第二接触器km2线圈、第三接触器km3线圈、第四接触器km4线圈、plc调整相位角输出单元、plc调整电流电压输出单元；
[0059]
手动控制方式可以通过第一常开按钮sb1、第二常开按钮sb2、第三常开按钮sb3、第四常开按钮sb4实现相应的功能模块输出； plc自动控制方式，通过手持终端实现相应的功能模块输出。试验操作时，优先选择plc自动控制方式，因其调整方便，手持终端可以移动，操作人员可以方便的携带终端进行操作，有效提高了调试的效率。
[0060]
所述第一常开按钮sb1的一端和第一接触器km1线圈的一端以及plc控制芯片连接，第一常开按钮sb1的另一端和火线连接，所述第一接触器km1线圈的另一端和零线连接；所述第二常开按钮sb2 的一端和第二接触器km2线圈的一端以及plc控制芯片连接，第二常开按钮sb2的另一端和火线连接，所述第二接触器km2线圈的另一端和零线连接；所述第三常开按钮sb3的一端和第三接触器km3线圈的一端以及plc控制芯片连接，第三常开按钮sb3的另一端和火线连接，所述第三接触器km3线圈的另一端和零线连接；所述第四常开按钮sb4的一端和第四接触器km4线圈的一端以及plc控制芯片连接，第四常开按钮sb4的另一端和火线连接，所述第四接触器km4 线圈的另一端和零线连接。
[0061]
手动控制方式时，按下第一常开按钮sb1，第一接触器km1线圈动作，常开触点km11、km12、km13闭合，负载模块接入电路工作。停止时，再按一次按钮sb1，断开接触器km1的线圈，退出试验。自动控制方式时，手持控制终端选择负载模块控制按钮，通过plc控制部分输出，接触器km1的线圈动作，负载模块接入电路工作。停止时，在手持控制终端操作负载模块控制按钮，使接触器km1线圈断电，退出试验。
[0062]
进一步地，所述负载模块，包括第一接触器km1线圈的对应的常开触点km11、常开触点km12、常开触点km13，电抗l1、电抗l2、电抗l3，指示灯hl1、指示灯hl2、指示灯hl3；所述常开触点km11 的一端和fa端子连接，所述常开触点km11的另一端和电抗l1的一端连接，所述电抗l1的另一端和指示灯hl1的一端以及指示灯hl2的一端连接，所述常开触点km12的一端和fb端子连接，所述常开触点 km12的另一端和电抗l2的一端连接，所述电抗l2的另一端和指示灯 hl1的另一端以及指示灯hl3的一端连接，所述常开触点km13的一端和fc端子连接，所述常开触点km13的另一端和电抗l3的一端连接，所述电抗l3的另一端和指示灯hl3的另一端以及指示灯hl2的另一端连接。
[0063]
如图3所示，负载模块有三个接线端子fa、fb、fc与外部相连，在变频器负载试验时，将接线端子fa、fb、fc分别与变频器主电路输出端子连接，调整变频器的输出频率，因电抗l1、l2、l3的感抗值x
l
＝ωl＝2πfl，其感抗值随变频器输出频率变化，根据分压原理，指示灯hl1、hl2、hl3上的电压会随着变频器输出频率变化，所以可以通过指示灯hl1、hl2、hl3的亮度变化来判别变频器的输出电压是否正常。直流屏负载试验时，将接线端子fa、fb分别与直流屏电压正负两端相连，电抗l1、l2和指示灯hl1接入试验电路，因为电抗l1、l2对直流电压相当于短路，直流电压加在指示灯hl1上，可以通过指示灯hl1的亮度判别直流屏输出电压是否正常，进一步也可以测量判断电流是否正常。
[0064]
进一步地，所述无功补偿模块包括相位角调整机构、手动调整相位角控制单元、
plc调整相位角接收单元，第二接触器km2线圈的对应的常开触点km21、常开触点km22、常开触点km23，可调电抗 l4、可调电抗l5、可调电抗l6，电阻r1、电阻r2、电阻r3；
[0065]
所述常开触点km21的一端和a端子连接，所述常开触点km21的另一端和可调电抗l4的一端连接，可调电抗l4的可调端和相位角调整机构连接，所述相位角调整机构和手动调整相位角控制单元以及 plc调整相位角接收单元连接，所述可调电抗l4的另一端和电阻r1 的一端连接，所述电阻r1的另一端和wa端子连接；常开触点km22 的另一端和可调电抗l5的一端连接，可调电抗l5的可调端和相位角调整机构连接，所述可调电抗l5的另一端和电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端和wb端子连接；常开触点km23的另一端和可调电抗l6的一端连接，可调电抗l6的可调端和相位角调整机构连接，所述可调电抗l6的另一端和电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端和wc端子连接。
[0066]
如图4所示，无功补偿模块有输入接线端a、b、c、n和输出接线端wa、wb、wc、n。输入接线端接三相四线制ac380v电压，输出端可以分别输出三种可调相位输出电流，即wa～n，wb～n，wc～n。可调电抗l4、l5、l6分别与电阻r1、r2、r3串联，根据电路原理，改变电抗值可以改变电路的阻抗角，阻抗角的改变也就改变了电路的相位角，可以实现功率因数调整试验。如图2所示，手动控制方式时，按下按钮sb2，接触器km2的线圈动作，其常开触点km21、km22、 km23闭合，无功补偿模块接入电路工作，可以通过手动调整相位角控制部分对相位角调整机构进行控制，达到试验所需要的相位输出电流。停止时，在按一次按钮sb2，断开接触器km2的线圈，退出试验。自动控制方式时，手持控制终端选择相位角控制按钮，通过plc 控制器输出，接触器km2线圈动作，无功补偿模块接入电路工作，同时plc调整相位角输出部分发出相应控制信号，plc调整相位角接收部分收到控制信号，进而控制相位角调整机构，达到试验所需要的相位输出电流。停止时，在手持控制终端无功补偿模块控制按钮，使接触器km2的线圈断电，退出试验。
[0067]
进一步地，所述特殊电流电压输出模块包括第三接触器km3线圈对应的常开触点km31、常开触点km32、常开触点km33、第四接触器km4线圈对应的常开触点km41、常开触点km42、电阻r4、整流电路vt、调压器t1、电流电压调整机构、手动调整电流电压单元、plc 调整电流电压接收单元以及输出接线端ta11、输出接线端ta21、输出接线端ta31、输出接线端ta32、输出接线端ta22、输出接线端 ta12、输出接线端tb1、输出接线端tb2、输出接线端tc1、输出接线端tc2；
[0068]
所述常开触点km31和常开触点km41并联连接后的一端和a端子连接，常开触点km31和常开触点km41并联连接后的另一端和调压器 t1一侧的一端连接，调压器t1一侧的另一端接零线，调压器t1另一侧的一端接常开触点km42的一端以及输出接线端ta11；所述常开触点km42的另一端和整流电路vt的v1端连接，所述整流电路vt的v3 端接输出接线端ta21以及输出接线端ta31，所述整流电路vt的v2 端接调压器t1另一侧的另一端以及输出接线端ta12；所述整流电路 vt的v4端接电阻r4的一端以及以及输出接线端ta22；所述电阻r4 的另一端接输出接线端ta32；
[0069]
所述常开触点km32以及常开触点km33通过调压器和电流电压调整机构连接，电流电压调整机构和手动调整电流电压单元以及 plc调整电流电压接收单元连接，并通过调压单元接输出接线端 tb1、输出接线端tb2、输出接线端tc1、输出接线端tc2。
[0070]
如图5所示，模块有输入接线端a、b、c、n和输出接线端ta11、 ta12、ta21、ta22、
ta31、ta32、tb1、tb2、tc1、tc2。输入接线端接三相四线制ac380v电压，输出端ta11～ta12、ta1～ta2、ta1～ ta2可以输出0～50a可调交流电流，实现无源测温装置的通电试验。输出端ta21～ta22可以输出0～10v直流电压信号，输出端ta31～ ta32可以输出0～20ma直流电流信号，可以实现变频器的模拟量控制功能试验。
[0071]
对于0～50a可调交流电流输出功能，如图2所示，手动控制方式时，按下按钮sb3，接触器km3的线圈动作，其常开触点km31、km32、 km33闭合，特殊电流电压模块接入电路工作，可以通过手动调整电流电压控制部分对电流电压调整机构进行控制，达到试验所需要的 0～50a可调交流电流输出。停止时，再按一次按钮sb3，断开接触器km3的线圈，退出试验。自动控制方式时，手持控制终端选择0～ 50a控制按钮，通过plc控制器输出，接触器km3线圈动作，特殊电流电压模块接入电路工作，同时plc调整电流电压输出部分发出相应控制信号，plc调整电流电压接收部分收到控制信号，进而控制电流电压调整机构，达到试验所需要的0～50a输出电流。停止时，在手持控制终端特殊电流电压模块控制按钮，使接触器km3线圈断电，退出试验。
[0072]
对于0～10v直流电压输出和0～20ma直流电流输出功能，如图2 所示，手动控制方式时，按下按钮sb4，接触器km4的线圈动作，其常开触点km41、km42闭合，特殊电流电压模块及其整流电路接入电路工作，可以通过手动调整电流电压控制部分对电流电压调整机构进行控制，ta21～ta22端实现0～10v直流电压输出，ta31～ta32 端实现0～20ma直流电流输出。停止时，再按一次按钮sb4，断开接触器km4的线圈，退出试验。自动控制方式时，手持控制终端选择0～ 10v或0～20ma控制按钮，通过plc控制器输出，接触器km4线圈动作，特殊电流电压模块及其整流电路接入电路进行试验工作，同时plc 调整电流电压输出部分发出相应控制信号，plc调整电流电压接收部分收到控制信号，进而控制电流电压调整机构，达到试验所需要的0～10v直流电压输出或0～20ma直流电流输出。停止时，在手持控制终端特殊电流电压模块控制按钮，使接触器km4线圈断电，退出试验。
[0073]
如图1所示，通过手持控制终端选择温湿度控制按钮，可以模拟出相对湿度60％rh～95％rh和温度20℃～150℃的环境，对温度、湿度传感器进行试验。
[0074]
采用本装置能够实现对无功补偿装置的功率因数调整试验；实现对变频器模拟量控制试验；无源温度在线监测装置试验；变频器、直流屏等设备带负载试验；另外操作方便，不需要当调试人员在调试过程中需要改变试验装置的输出参数，必须要回到试验装置进行相应的操作，通过plc自动控制即可实现，操作方便，效率高。
[0075]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。