一种大容量试验回路一键顺控系统及其使用方法与流程

1.本发明属于高压电器大容量试验技术领域，具体涉及一种大容量试验回路一键顺控系统及其使用方法。


背景技术：

2.电网物资质量检测是优选高质量电力设备的重要举措，对于电网安全稳定运行至关重要。近年来，随着物资检测工作的深入开展，电网物资检测的覆盖范围和工作要求均不断提升，检测业务量日益增长，电网物资检测中心的检测能力也面临许多挑战。目前短路类项目试验参数高，所需电源容量大，试验方式复杂、步骤繁琐，成本较高，极大地制约了开展有效试验的效率，实验室综合管理运行工作也存在诸多不足，一是高压、大电流试验及检测设备种类多，专业跨度大，操作相对复杂，每一类试验检测类设备都要求从业人员具有较高的素质，造成短时间内技术人员匮乏，任务繁重等问题。现行的大容量短路试验一般时通过人工操作实现的，效率低且容易出错。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种大容量试验回路一键顺控系统及使用方法。
4.为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：第一方面，本发明提供一种大容量试验回路一键顺控系统，包括发电机回路、试验回路、试品端和后级负载、控制及设备监测系统，所述发电机回路包括两台短路发电机、两台拖动电动机、调速系统、励磁系统、润滑油系统、冷却水系统，作为开关短路试验系统试验电源；所述试验回路包括一层阻抗调节电抗器2l和电阻器3r、二层阻抗调节电抗3l和电阻器4r、开关设备（1qf、1hk、2qf、2qs）、第一气动隔离开关5qs、第二气动隔离开关8qs；所述试品端设置第一试品室和第二试品室，所述第一试品室进线处设置有所述第一气动隔离开关5qs，所述第二试品室进线处设置有所述第二气动隔离开关8qs，所述第一气动隔离开关5qs、第二气动隔离开关8qs仅允许一组投入，均通过远程控制分别自动切换到第一试品室或第二试品室；所述后级负载设置暂态恢复电压装置trv和负载阻抗z，所述第一试品室和所述第二试品室均可以连接后级负载进行试验；所述控制及设备监测系统包括系统关键设备各传感器、各设备时序控制器。
5.进一步地，所述拖动电动机为三相鼠笼电动机，采用变频调速；所述短路发电机为三相同步电机，发电机控制系统是分层、分布、开放式结构系统，由管理层和控制层、现场层和网络设备组成。
6.进一步地，所述发电机控制系统包括以下功能：油、水系统控制及流量、温度、压力显示和故障报警；各测温点的温度巡回检测及故障报警；拖动电机、发电机的振动值显示及故障报警；高压油顶起装置的控制及压力显示；变频器的调速控制，转速自动设定，电动机转速显示及故障报警；发电机的励磁控制，发电机输出电压、状态及故障报警。
7.进一步地，所述开关设备（1qf、1hk、2qf、2qs）是基于电磁斥力的机械开关，所述第一气动隔离开关5qs、第二气动隔离开关8qs是基于气动控制的隔离开关。
8.进一步地，所述一层阻抗调节电抗器2l和电阻器3r、二层阻抗调节电抗器3l和电阻器4r，所述阻抗调节电抗器2l、3l是电感值可调节的电抗器，所述阻抗调节电阻器（2r、3r）是电阻值可调节的电阻器。
9.进一步地，所述暂态恢复电压装置trv用于调节高压断路器开断能力试验中的暂态恢复电压，工作特性包括暂态过程和稳态过程。
10.进一步地，时序控制系统用于控制开关有序的动作、准确选相合闸角度，对试验过程进行控制，最大满足任意一路输出与基准信号不同相位准确输出，完成对象开关选相位合闸操作。
11.进一步地，试验系统的各种电压等级各种容量的短路试验回路接线方式均已收集整理录入本地数据库中，在试验时根据需求调出接线方式即可。
12.进一步地，所述系统还包括人机交互界面，所述人机交互界面提供试验模式选择、试验参数设置以及控制台，所述控制台提供开始按钮、试验停止按钮、急停按钮以及隔离开关合分闸按钮。
13.第二方面，本发明提供一种大容量试验回路一键顺控系统的使用方法，包括：试验时首先在plc及其人机交互界面选择试验模式，所述试验系统根据计算机设定电容、电感和电阻的档位调节，然后再进行隔离开关的切换；完成硬件设置后，操作人员进行试验参数设置，设置试验端口号、通电时间、合闸角度、试品合分闸过程时间、电铃时间；选择交流回路，设置手自动控制、互感器量程、输出电压各相档位；完成全部设置后，按下开始按钮，试验自动开始进行并可采集试验数据，达成一键顺控。
14.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明简化大容量短路试验过程，可以大量节省人力、物力，同时也大大降低因作业流程不规范导致的系统隐患。
附图说明
15.说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本公开的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
16.图1为本发明实施例提供的大容量试验回路系统结构图；图2为本发明实施例提供的大容量短路试验系统回路操作流程图；图3为本发明实施例提供的单分试验控制系统原理框图和序列图；图4为本发明实施例提供的合分试验控制系统原理框图和序列图。
具体实施方案
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不
是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参见图1，一方面，本发明提供一种大容量试验回路一键顺控系统，由发电机回路、试验回路、试品端（1号和2号试品室）和后级负载、控制及设备监测系统组成。
19.其中，发电机回路由两台短路发电机、两台拖动电动机、调速系统、励磁系统、润滑油系统、冷却水系统等组成，根据试验需求选择1号或2号发电机或两台发电机并联，作为开关短路试验系统试验电源。
20.试验回路由一层阻抗调节电抗器2l和电阻3r、二层阻抗调节电抗器3l和电阻4r、开关设备（1qf、1hk、2qf、2qs）、气动隔离开关（5qs、8qs）组成。试验回路将发电机输出的电流通过各回路送到试品端进行试验，同时对回路参数进行调节，试验回路共设四条支路。
21.试品端设置第一试品室（1号试品室）和第二试品室（2号试品室），两个试品室进线处分别设置自动切换气动隔离开关（5qs、8qs），两组开关仅允许一组投入，通过远程控制自动切换到需要进行试验的试品室。
22.后级负载设置暂态恢复电压装置（trv，图中未示出）和负载阻抗（z，图中未示出），两个试品室均可以连接后级负载进行试验。
23.控制及设备监测系统由系统关键设备各传感器、及各设备时序控制器组成。
24.发电机回路中拖动电动机是采用变频调速的三相鼠笼电动机，短路发电机是三相同步电机，发电机控制系统是分层、分布、开放式结构系统，由管理层和控制层、现场层和网络设备组成，具备以下功能：油、水系统控制及必要的流量、温度、压力显示及故障报警；各测温点的温度巡回检测及故障报警；拖动电机、发电机的振动值显示及故障报警；高压油顶起装置的控制及压力显示；变频器的调速控制，转速自动设定，电动机转速显示及故障报警；发电机的励磁控制，发电机输出电压、状态及故障报警。
25.开关设备（1qf、1hk、2qf、2qs）是基于电磁斥力的机械开关，气动隔离开关（5qs、8qs）是基于气动控制的隔离开关。
26.阻抗调节电抗器2l、3l是电感值可调节的电抗器，阻抗调节电阻器2r、3r是电阻值可调节的电阻器。
27.trv发生装置用于调节高压断路器开断能力试验中的暂态恢复电压，其工作特性包括暂态过程和稳态过程。
28.时序控制系统控制开关有序的动作、准确选相合闸角度，对试验过程进行控制，试验前回路换接好开关，控制开关动作由控制室的plc完成。同时时序系统最大满足其任意一路输出与基准（同步）信号不同相位准确输出，完成对象开关选相位合闸操作。
29.试验系统的各种电压等级、各种容量的短路试验回路接线方式均已收集整理录入本地数据库中，在试验时根据需求调出接线方式即可。
30.另一方面，本发明还提供一种大容量试验回路一键顺控系统的使用方法，试验时首先在plc及其人机交互界面先选择想要进行的试验模式，试验系统根据计算机设定进行电容、电感和电阻的档位调节，然后再进行隔离开关的切换；完成硬件设置后，还需要操作人员进行试验参数设置，在参数设置画面设置试验端口号、通电时间、合闸角度、试品合分闸过程时间、电铃时间等；然后在监控画面选择交流回路，设置手自动控制，互感器量程，输出电压各相档位
等；完成全部设置之后，则按下试验开始按钮，之后试验自动开始进行并可采集试验数据，达成一键顺控。
31.在人机交互的试验操作画面上除了试验模式选择、试验参数设置以及控制台上开始按钮外，还提供试验停止按钮和急停按钮，当紧急试验时可停止试验。控制台上提供的各个隔离开关合分闸按钮，可实现手动点动合分各开关。在试验过程中，程序方案还提供了监测系统，可以对每个试品当前试验完成次数，目标次数，以及试验状态、电源状态等进行实时查看。
32.图2本发明实施例提供的大容量短路试验系统回路操作流程图，下面结合图2说明操作过程：（1）启动发电机（根据试验项目选择一台或者两台）。
33.（2）在人机交互界面输入预期工况，试验系统自动化程序设置一层阻抗调节电抗器2l和电阻器3r、二层阻抗调节电抗器3l和电阻器4r参数；设置试验参数，根据试验项目和试品参数设置trv参数。
34.（3）以半电压加励磁做预短路试验。
35.（4）微调一层阻抗调节电抗器2l和电阻器3r、二层阻抗调节电抗器3l和电阻器4r参数、trv参数。
36.（5）按照标准要求完成规定次数试验。
37.图3为本发明实施例提供的单分试验控制系统原理框图和序列图，结合图3说明单分试验过程：（1）如图3（a）所示，电脑通过网线发送信号到主机，由主机通过光纤信号驱动功放，功放输出的电信号操作控制对象合分闸。控制对象为合闸开关、试品、操作开关。
38.（2）如图3（b）所示，试验前依次进行保护开关合闸、选相开关分闸、操作开关合闸、试品合闸；试验时依次进行合闸开关合闸、试品分闸、操作开关分闸。
39.图4为本发明实施例提供的合分试验控制系统原理框图和序列图，结合图4说明合分试验过程：（1）如图4（a）所示，电脑通过网线发送信号到主机，由主机通过光纤信号驱动功放，功放输出的电信号操作控制对象合分闸，控制对象为试品，操作开关。
40.（2）如图4（b）所示，试验前依次进行保护开关合闸、合闸开关合闸、操作开关分闸、试品分闸。试验时依次执行操作开关合闸、试品合闸、试品分闸、操作开关分闸。
41.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。