电源输出控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电源输出控制系统，包括电源子系统、操作子系统、控制子系统和显示子系统；电源子系统、操作子系统、显示子系统分别与控制子系统相连接；电源子系统包括输出单元；输出单元输出的电压在380V至11KV的区间内设有N个电压档；N为大于或等于2的整数；操作子系统设有N个用于设定输出电压档的开关；开关与电压档一一对应；其中一个开关闭合后，其余开关均被锁定，无法闭合；控制子系统用于：控制开关的开/闭以及锁定；根据指定的电压档控制输出单元实际输出的电压值；控制显示子系统显示出输出电压值。此设计不仅能够有多个档位的电压输出效果，还具备保护、联锁、报警、显示功能，系统稳定可靠。
【专利说明】
电源输出控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型设及电子测控技术领域，尤其设及一种用于控制电源输出量的电源输 出控制系统。
【背景技术】
[0002] 空调测试台电源是为被测压缩机机组提供测试用电源，用于启动及运行规定电压 及容量的压缩机。由于不同的压缩机，要求输入的电压不尽相同，对于部分要求输入电压较 高的压缩机，难W找到适用的电源。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种能够输出多种档位电压，且功能稳定的电源输出 控制系统。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型一种电源输出控制系统，包括电源子系统、操作子 系统、控制子系统和显示子系统；
[0005] 电源子系统、操作子系统、显示子系统分别与控制子系统相连接；
[0006] 电源子系统包括输出单元;输出单元输出的电压在380V至11KV的区间内设有N个 电压档;N为大于或等于2的整数；
[0007] 操作子系统设有N个用于设定输出电压档的开关;开关与电压档一一对应;其中一 个开关闭合后，其余开关均被锁定，无法闭合；
[000引控制子系统用于：
[0009] 控制开关的开/闭W及锁定；
[0010] 根据指定的电压档控制输出单元实际输出的电压值；
[0011] 控制显示子系统显示出输出电压值。
[0012] 作为优选的，输出单元设有13个电压档；
[0013] 13 个电压档分别对应380￥、400￥、415￥、460￥、575￥、600￥、31(￥、3.31(￥、4160￥、服￥、 6.6KV、10KV和11KV的输出电压。
[0014] 作为优选的，输出电压的静态稳压精度为±2%。
[0015] 作为优选的，操作子系统包括位于近端操作组件和远端操作组件;近端操作组件 与远端操作组件相互锁联。
[0016] 作为优选的，电源子系统包括高压负荷柜、有载调压器、第一高压柜、第二高压柜、 第Ξ高压柜、第四高压柜、第五高压柜、第六高压柜、第屯高压柜、第八高压柜、第一干式变 压器、第二干式变压器、10KV启动柜、中压启动柜、第一低压柜、第二低压柜、低压启动柜；
[0017] 高压负荷柜的输入端连接电源输入端，输出端与有载调压器的输入端相连接;有 载调压器的输出端分别与第一高压柜、第二高压柜、第Ξ高压柜的输入端相连接，第一高压 柜的输出端与第一干式变压器的输入端相连接，第一干式变压器的升压输出端与第四高压 柜的输入端相连接，第四高压柜的输出端与10KV启动柜的输入端相连接；10KV启动柜的输 出端与外部待测设备相连接;第一干式变压器的降压端与第五高压柜的输入端相连接，第 二高压柜的输出端与第六高压柜的输入端相连接;第屯高压柜的输入端与第八高压柜的输 入端相连接，中压启动柜的输入端分别与第五高压柜、第六高压柜、第屯高压柜的输出端相 连接，第八高压柜的输出端与中压启动柜的输出端分别与外部待测设备相连接;第Ξ高压 柜的输出端与第二干式变压器的输入端相连接，第二干式变压器的输出端与第一低压柜的 输入端相连接，第一低压柜的第一输出端与低压启动柜的输入端相连接，低压启动柜的输 出端与外部待测设备相连接;第一低压柜的第二输出端与第二低压柜的输入端相连接，第 二低压柜的输出端与外部待测设备相连接。
[0018] 作为优选的，第一干式变压器的输入端输入服V的交流电压;升压端输出10KV的交 流电压，降压端输出3KV的交流电压。
[0019] 作为优选的，第二干式变压器的输入端输入2KV至服V之间的交流电压，输出端输 出490V的交流电压。
[0020] 作为优选的，控制子系统包括控制子系统电源;控制子系统电源包括交流变压器、 滤波器、交流-直流转换器；
[0021] 交流变压器的输入端与市电相连接，输出端与滤波器的信号输入端和电源输入端 相连接;滤波器的信号输出端与交流-直流转换器的输入端相连接，交流-直流转换器的输 出端为外部设备提供直流电源。
[0022] 本实用新型提供的电源输出控制系统，不仅能够有多个档位的电压输出效果，还 具备保护、联锁、报警、显示功能，通过集中控制柜中的设置和触摸屏的使用为整个系统的 各个控制柜提供相应的高、中、低电源。实际应用表明，系统运行可靠、操作稳定，符合客户 要求，具有可行性。
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型一实施例中电源系统的主回路示意图。
[0024] 图2为本实用新型一实施例中集中控制柜的主回路示意图。
[0025] 图3为本实用新型一实施例中紧急停止程序图。
[00%]图4为本实用新型一实施例中连锁控制程序图。
[0027] 图5为本实用新型一实施例中模拟量处理程序图。
【具体实施方式】
[0028] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型的各实施方式进行详细的阐述。
[0029] 为解决上述技术问题，本实用新型的第一实施方式提供了一种电源输出控制系 统，包括电源子系统、操作子系统、控制子系统和显示子系统；
[0030] 电源子系统、操作子系统、显示子系统分别与控制子系统相连接；
[0031] 电源子系统包括输出单元;输出单元输出的电压在380V至11KV的区间内设有N个 电压档;N为大于或等于2的整数；
[0032] 操作子系统设有N个用于设定输出电压档的开关;开关与电压档一一对应;其中一 个开关闭合后，其余开关均被锁定，无法闭合；
[0033] 控制子系统用于：
[0034] 控制开关的开/闭W及锁定；
[0035] 根据指定的电压档控制输出单元实际输出的电压值；
[0036] 控制显示子系统显示出输出电压值。
[0037] 在本实施例中，电源子系统的电路图如图1所示，高压负荷柜的输入端连接电源输 入端，输出端与有载调压器的输入端相连接;有载调压器的输出端分别与第一高压柜、第二 高压柜、第Ξ高压柜的输入端相连接，第一高压柜的输出端与第一干式变压器的输入端相 连接，第一干式变压器的升压输出端与第四高压柜的输入端相连接，第四高压柜的输出端 与10KV启动柜的输入端相连接；10KV启动柜的输出端与外部待测设备相连接;第一干式变 压器的降压端与第五高压柜的输入端相连接，第二高压柜的输出端与第六高压柜的输入端 相连接;第屯高压柜的输入端与第八高压柜的输入端相连接，中压启动柜的输入端分别与 第五高压柜、第六高压柜、第屯高压柜的输出端相连接，第八高压柜的输出端与中压启动柜 的输出端分别与外部待测设备相连接;第Ξ高压柜的输出端与第二干式变压器的输入端相 连接，第二干式变压器的输出端与第一低压柜的输入端相连接，第一低压柜的第一输出端 与低压启动柜的输入端相连接，低压启动柜的输出端与外部待测设备相连接;第一低压柜 的第二输出端与第二低压柜的输入端相连接，第二低压柜的输出端与外部待测设备相连 接。
[0038] 其中，第一干式变压器的输入端输入6KV的交流电压，升压端输出10KV的交流电 压，降压端输出3KV的交流电压;第二干式变压器的输入端输入2KV至6KV之间的交流电压， 输出端输出490V的交流电压。
[0039] 在本实施例中，电源系统主回路的技术参数及要求下表所示：
[0040]
[0042] 在本实施例中，W10-1 KVA电压系统控制为例，1)操作"lOkV-1 IkV高压柜1断路器 合闽"按钮，该回路的电压显示表就会有显示，同时显示屏也有电压显示，显示的电压小于 选择的电压，因为系统停止后调压器会自动复位。2)操作"调压器升压"，"调压器降压"按 钮，调节调压器的输出电压，使系统电压输出达到被测试系统的电压要求。3)操作"高压柜4 断路器合闽"，被测系统得电，同时确认电源系统正常。
[0043] 所有电源系统断电，每个相应的电源系统都设置了 "输出停止"按钮，操作停止按 钮该电压系统回路中的断路器逐个分断，直至负荷柜II断路器VD4分闽，所有断路器分闽间 隔时间Ξ秒。系统在低压柜1-1上和集中控制柜设置紧急按钮，操作急停按钮系统中所有断 路器同时分闽。
[0044] 在本实施例中，本操作系统具有就地独立操作及远程操作二种操作方法。二种操 作系统通过互相联锁，使操作系统操作稳定、可靠、灵活、简便。一般情况下，采用远程操作 方式(在控制室集中控制柜上操作），一旦该操作方式出现故障则可采用就地独立操作，运 样可不影响正常生产，W确保生产的正常性。
[0045] 在本实施例中，远程操作方式是采用PLC集中控制，操作方式的特点是安全、灵活、 方便。远程操作方式如下：1)用户先根据本系统操作说明，在集中控制柜上选择相应的电 压，接着逐级点击该电压等级下的相应按钮吸合相应的断路器，在化C控制下，已经做好低 压、中压、高压开关柜的联锁，某一种电压等级被选中后，其他电压等级的开关柜被锁定无 法吸合，用户如有误操作的情况，系统也会自动拒绝。2)在集中控制柜上通过电压调节按钮 和数显电压表，升降微调电压W达到所需的输出电压，当条件满足时用户可进行下一步操 作输出电压到使用方启动柜。3)使用完毕W后，用户可通过关闭断路器而使用整个系统的 供电全部切断，即使再想使用运一等级的电压也需再按操作步骤1)、2)重新送电。
[0046] 就地操作方式是在远程操作发生故障时采用的应急方式，在开关柜本体进行操 作，运个方式的特点是安全可靠。每个开关柜设有就地/远程转换按钮，使就地操作和远程 操作不会冲突。
[0047] 在本实施例中，操作子系统包括集中控制柜，该集中控制柜的电路图如图2所示， 220V的电压通过断路器1QF1，通过变压器T1的变压有220V转换为110V电压经过断路器1QF2 后为滤波器，PLC，频率表及电压显示表提供电源。110V电压进过滤波器的滤波再经过直流 电源装置为触摸屏提供24V的直流电压。
[0048] 高压负荷柜配备电压互感器把380V的电压转换为100V的电压信号，进线频率表采 集0~100V电压信号，在表盘上显示出进线端的频率。在高压负荷柜加3个电压表（量程 12000V)，AB、BC、CA相间，加一个4-20mA变送器，电压显示表即可显示出进线电压，同时把此 时电压信号转换成化C的模拟信号输入到化C的输入模块。
[0049] 当不同的等级的电压输出时，电压显示表此时都会显示，同时PLC接收输入的模拟 量时，PLC经过处理，与其相连的触摸屏会相应的显示出此时的电压等级。
[0050] 在本实施例中，控制子系统主要包括化C模块，PLC共包括〔?11216(10.0-12.790.0- Q1.7)，EM221 CN(I3.0-14.7)，EM221 CN(15.0-I6.7)EM221 CN(18.0-I8.7)3 个数字量输入 模块，61223 〇則口.0-17.7/02.0-92.7)-个数字量输入、输出混合模块，61221〇則93.0- Q3.7) -个数字量输出模块，EM231CN(AI0-AI3)EM231 CN(AI4-A 口 )2个模拟量输入模块。 [0化1 ] CPU216输入信号为按钮SB1-SB24的开关信号，EM221-2( 15.0-16.7) 16点数字输入 及EM223、221-3，主要是高压柜7，低压柜断路器1、2,负荷柜1，低压柜2分闽，合闽位置信号， 油浸调压器升压及降压，干变1、2高溫报警跳闽，低压柜1-1故障跳闽报警，低压柜1-1故障 跳闽报警。
[0052] M231-UEM231-2模拟量输入，是来自各个控制柜进线电压及进线电流，通过显示 仪表采集的4-20mA的输入信号。
[0053] EM2228点数字量输出，主要是负荷柜1的分闽动作的继电器线圈的输出。
[0054] 在本实施例中，远程操作都是通过化C集中控制来实现的，根据系统控制要求W及 PLC控制电路设置来设计控制程序。现就保护控制、联锁控制、模拟量转换运几段程序来进 行分析。
[0055] 线路上的断路器应具有W下保护功能：短路保护、过载保护、缺相保护。另外集中 控制台有紧急停止按钮，在紧急情况下按下紧急停止按钮，整套系统主回路立即断开，W保 护在紧急状况下人身和设备的安全，其化C程序如图3所示。
[0056] 当某一等级电压输出时，其余电压等级一律锁定，不能操作，W保证输出电压等级 的正确性和唯一性;每台高压开关柜，当箱柜体口打开时，该柜应立即断电；每种操作方式 之间相互联锁，使各种操作系统在使用中互不干扰。其化C程序如图4所示。
[0057] PLC接受模拟量后，经过处理，实现A/D转换，触摸屏上会显示电压值，W高压柜5进 线电压为例进行分析，其程序如图5所示。
[0058] 在西口子中，整型数据不能直接被转换成浮点数，因此必须经过W下步骤转换。首 先高压柜5进线电压数据WDINT数据类型被存放入到VD8中，然后为了提升计算精度，使用 DI_时尋VD8中的数据转换成浮点数，
[0059] 相对于0~20mA的信号，西口子S7-200的采集数据是0~32000，即每mA对应的数据 为1600,因此相对于本系统采集的信号4~20mA，西口子S7-200的采集数据就是6400~ 32000。因此4~20mA对应的输入范围为32000-6400 = 25600,所W输入值需要除W(DIV_R) 25600才能得到其占用整个范围的百分比，
[0060] 西口子200是通过坐标移动来进行4~20mA的信号采集，西口子200本来所对应的 采集信号为0~20mA，那么4mA所占据的范围为4/16 = 0.25,也就是4~20mA所占据的量程范 围为0.25~1，因此要将输入值-0.25来完成坐标的移动。VD20-0.25后再乘W (MUL_R) 10000，就得到了 0-10000之间的电压值。
[0061 ]由此可见，PLC程序通过线性变换将输入的模拟量信号对应的6400-32000之间的 数据转换成0-10000之间的电压数据输出，触摸屏就会显示相对应的电压。
[0062]上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，本领域的普通技术人员可W理 解，而在实际应用中，可W在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神 和范围。
【主权项】
1. 一种电源输出控制系统，其特征在于，包括电源子系统、操作子系统、控制子系统和 显示子系统； 所述电源子系统、操作子系统、显示子系统分别与所述控制子系统相连接； 所述电源子系统包括输出单元;所述输出单元输出的电压在380V至llkV的区间内设有 N个电压档;所述N为大于或等于2的整数； 所述操作子系统设有N个用于设定输出电压档的开关;所述开关与所述电压档一一对 应;其中一个所述开关闭合后，其余开关均被锁定，无法闭合； 所述控制子系统用于： 控制所述开关的开/闭以及锁定； 根据指定的电压档控制所述输出单元实际输出的电压值； 控制所述显示子系统显示出输出电压值。2. 根据权利要求1所述的电源输出控制系统，其特征在于，所述输出单元设有13个电压 档； 13 个所述电压档分别对应 380V、400V、415V、460V、575V、600V、3kV、3.3kV、4160V、6kV、 6.6kV、10kV和llkV的输出电压。3. 根据权利要求1所述的电源输出控制系统，其特征在于，所述输出电压的静态稳压精 度为±2%。4. 根据权利要求1所述的电源输出控制系统，其特征在于，所述操作子系统包括位于近 端操作组件和远端操作组件;所述近端操作组件与所述远端操作组件相互锁联。5. 根据权利要求1所述的电源输出控制系统，其特征在于，所述电源子系统包括高压负 荷柜、有载调压器、第一高压柜、第二高压柜、第三高压柜、第四高压柜、第五高压柜、第六高 压柜、第七高压柜、第八高压柜、第一干式变压器、第二干式变压器、10kV启动柜、中压启动 柜、第一低压柜、第二低压柜、低压启动柜； 所述高压负荷柜的输入端连接电源输入端，输出端与所述有载调压器的输入端相连 接;所述有载调压器的输出端分别与第一高压柜、第二高压柜、第三高压柜的输入端相连 接，所述第一高压柜的输出端与所述第一干式变压器的输入端相连接，所述第一干式变压 器的升压输出端与所述第四高压柜的输入端相连接，所述第四高压柜的输出端与所述10kV 启动柜的输入端相连接;所述10kV启动柜的输出端与外部待测设备相连接;所述第一干式 变压器的降压端与所述第五高压柜的输入端相连接，所述第二高压柜的输出端与所述第六 高压柜的输入端相连接;所述第七高压柜的输入端与所述第八高压柜的输入端相连接，所 述中压启动柜的输入端分别与所述第五高压柜、第六高压柜、第七高压柜的输出端相连接， 所述第八高压柜的输出端与中压启动柜的输出端分别与外部待测设备相连接;所述第三高 压柜的输出端与所述第二干式变压器的输入端相连接，所述第二干式变压器的输出端与所 述第一低压柜的输入端相连接，所述第一低压柜的第一输出端与所述低压启动柜的输入端 相连接，所述低压启动柜的输出端与外部待测设备相连接;所述第一低压柜的第二输出端 与所述第二低压柜的输入端相连接，所述第二低压柜的输出端与外部待测设备相连接。6. 根据权利要求5所述的电源输出控制系统，其特征在于，所述第一干式变压器的输入 端输入6kV的交流电压;升压端输出10kV的交流电压，降压端输出3kV的交流电压。7. 根据权利要求5所述的电源输出控制系统，其特征在于，所述第二干式变压器的输入 端输入2kV至6kV之间的交流电压，输出端输出490V的交流电压。8.根据权利要求1所述的电源输出控制系统，其特征在于，所述控制子系统包括控制子 系统电源;所述控制子系统电源包括交流变压器、滤波器、交流-直流转换器； 所述交流变压器的输入端与市电相连接，输出端与所述滤波器的信号输入端和电源输 入端相连接;所述滤波器的信号输出端与所述交流-直流转换器的输入端相连接，所述交 流-直流转换器的输出端为外部设备提供直流电源。
【文档编号】H02M5/12GK205430068SQ201521018423
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月9日
【发明人】王熙雏, 张淑红, 侯孝林
【申请人】苏州工业职业技术学院