CN101581769A - 一种便携式充电机特性测试装置 - Google Patents

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陈海宏
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Abstract

本发明公开了一种用于变电站直流电源的便携式充电机特性测试装置。本装置包括：1.调压装置输入端，2.电源开关，3.调压装置，4.调压装置输出端，5.交流电流互感器，6.交流电压互感器，7.信号处理控制单元，8.可调负载单元，9.直流电源输入端，10.打印机，11.键盘，12.液晶显示器，13.USB接口，14.直流电流互感器，15.直流电压互感器组成。其中电压调节装置3包括：19.调压器，18.控制电机，16.正转固态继电器，17.反转固态继电器。装置可以对在变电站运行的充电机在规定的输入电压下，充电机输出的带稳压精度、稳流精度、纹波系数等技术指标进行准确的测量。

Description

一种便携式充电机特性测试装置
本发明的应用领域
本发明涉及一种用于变电站直流电源的便携式充电机特性测试装置。
本发明的技术背景
直流电源做为电力系统变电站安全运行的重要设备之一，提供输变电领域的操作和控制保护电源。直流电源主要由蓄电池组和充电机两大部份组成。蓄电池做为唯一的后备应急电源，其容量一直是人们所关心的话题，而充电机的性能对如何保证蓄电池安全运行有很大的关系。为了提高电网的安全运行，国家电力公司对电池和充电机的运行控制都提出明确要求和严格的规定，如所制定的DL/T724-2000《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》中对充电装置稳压精度、稳流精度、纹波系数、蓄电池容量等技术指标，都有了明确规定，同时对稳流精度、稳压精度、纹波系数的计算方法及测量方法都做了相应的规定。
1990年以前，电力系统对其直流电源一直都没有太大重视，较少做这方面的测试，主要有三方面的原因：1以往直流电源主要是以相控电源和开口电池为主，其技术水平低下，主要元件为可控硅，谈不上深奥的技术，并没有这方面有测试仪器和要求。2计算机的运用还未得到普及，电力行业对直流电源的重视不够。3电力行业管理不力，生产、变电等部门没有设立直流专责工程师管理，在技术和管理上都没有得到重视。
近年来，阀控式电池和高频模块充电机其优良的性能指标得到了人们的认可并广泛使用。阀控式电池对充电机的要求也提出了更苛刻的技术性能，如：稳压精度、稳流精度、纹波系数、运行环境等。但要实现测量充电机的稳压精度、稳流精度、纹波系数等数值，只能在直流屏生产厂家出厂前做测试。运行后，仅采用万用表、示波器、电流钳表等工具测试充电机是否有电压输出和电流产生，对其带负载能力、稳压、稳流、纹波等技术指标就无法全方位测量。随着电力工作者在管理工作上和技术上都对电力直流电源进行了大量的深入研究并制定了相关运行规范，也制定出台了相关的电力直流电源的标准，为我们开发和运用相关的测量产品打下了基础。为了满足电力通信、金融、交通等行业需求，我们采用自动恒流放电为基础，附助于自动电子调压器和应用后台软件分析为辅助的充电机特性检测装置。
目前使用的直流充电机特性测试装置由直流屏生产厂家或测试中心自行设计，这种测试装置主要是采用调压器、负载仪、示波器、电流表、电压表、真空毫伏表等组成，这种特性测试装置存在以下问题：
1、测量精度差，大量工作需要人工干预；
2、相关设备较多、体积庞大、笨重，不易搬运到变电站现场使用；
3、接线复杂，安全系数低；
4、无法对电压、电流进行自动准确调节。
本发明有益结果
1、测量精度高，功能全，如测试稳压精度和稳流精度同时不再需要重新接线，测试时仅才用数字设定，并无需太多人工干预，就可以自动完成。
2、设备简单，体积小，携带方便；不再需要带上调压器，示波器、电流表等设备，本仪器可以一次完成。
3、接线简单，安全系数高；本测试仪三相电的输入、输出端及直流电源的输入端，共仅有9条线，中间不再接其它的导线，使用方便，安全。
4、可以随意对电压、电流进行准确调节。各种测试参数都可以在本测试仪内自动完成，其电流、电压量只需要人工在键盘上设定就可以。
本发明的发明内容
本发明目的
本发明的目的在于提供一种用于电力系统变电站的便携式直流充电机特性测试装置。
本发明实施方案
图1，本发明是这样实现的：便携式直流充电机特性测试装置包括：1、调压装置输入端，2、电源开关，3、调压装置，4、调压装置输出端，5、交流电流互感器，6、交流电压互感器，7、信号处理控制单元，8、可调负载单元，9、直流电源输入端，，10、打印机，11、键盘，12、液晶显示器，13、USB接口，14、直流电流互感器，15、直流电压互感器组成。其电路连接为：交流市电380V、50HZ电源接到调压装置输入端(1)的输入端；调压装置输入端(1)的输出端和电源开关(2)的输入端相接；电源开关(2)的A相输出端穿过交流电流互感器(5)和调压装置(3)的输入端1相接；交流电流互感器(5)输出端和信号处理控制单元(7)的输入端2相接；调压装置(3)的输出端和调压装置输出端(4)相接；调压装置输出端(4)和交流电压互感器(6)输入端相接；交流电压互感器(6)输出端和信号处理控制单元(7)的输入端1相接；调压装置(3)的输入端2和信号处理控制单元(7)的输出端6相接；信号处理控制单元(7)的输出端1和打印机(10)相接；信号处理控制单元(7)的输出端2和键盘(11)相接；信号处理控制单元(7)的输出端3和液晶显示器(12)相接；信号处理控制单元(7)的输出端4和USP接口(13)相接；信号处理控制单元(7)的输出端5和可调负载单元(8)的输入端1相接，直流电源输入端(9)经直流电流互感器(14)和可调负载单元(8)的输入端2相接；直流电源输入端(9)和直流电压互感器(15)输入端相接并接；直流电流互感器(14)输出端和信号处理控制单元(7)输入端3相接；直流电压互感器(15)输出端和信号处理控制单元(7)输入端4相接。
图2所示实施例，为调压装置3，其特征在于调压装置(3)包括：19、调压器，18、控制电机，16、正转固态继电器，17、反转固态继电器。其电路连接为：调压器(19)的中心转动轴和控制电机(18)输出相接；控制电机(18)的输入端(1)和正转固态继电器(16)的输出端相接；控制电机(18)的输入端(2)和反转固态继电器(17)的输出端相接；正转固态继电器(16)的输入端和信号处理控制单元(7)的输出端(7)相接；反转固态继电器(17)的输入端和信号处理控制单元(7)的输入端(8)相接。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
附图1是本发明的结构图。
附图2是调压装置结构图。
具体实施方式
图1，本发明是这样实现的：便携式直流充电机特性测试装置包括：1、调压装置输入端，2、电源开关，3、调压装置，4、调压装置输出端，5、交流电流互感器，6、交流电压互感器，7、信号处理控制单元，8、可调负载单元，9、直流电源输入端，，10、打印机，11、键盘，12、液晶显示器，13、USB接口，14、直流电流互感器，15、直流电压互感器组成。其电路连接为：交流市电380V、50HZ电源接到调压装置输入端(1)的输入端；调压装置输入端(1)的输出端和电源开关(2)的输入端相接；电源开关(2)的A相输出端穿过交流电流互感器(5)和调压装置(3)的输入端1相接；交流电流互感器(5)输出端和信号处理控制单元(7)的输入端2相接；调压装置(3)的输出端和调压装置输出端(4)相接；调压装置输出端(4)和交流电压互感器(6)输入端相接；交流电压互感器(6)输出端和信号处理控制单元(7)的输入端1相接；调压装置(3)的输入端2和信号处理控制单元(7)的输出端6相接；信号处理控制单元(7)的输出端1和打印机(10)相接；信号处理控制单元(7)的输出端2和键盘(11)相接；信号处理控制单元(7)的输出端3和液晶显示器(12)相接；信号处理控制单元(7)的输出端4和USP接口(13)相接；信号处理控制单元(7)的输出端5和可调负载单元(8)的输入端1相接，直流电源输入端(9)经直流电流互感器(14)和可调负载单元(8)的输入端2相接；直流电源输入端(9)和直流电压互感器(15)输入端相接并接；直流电流互感器(14)输出端和信号处理控制单元(7)输入端3相接；直流电压互感器(15)输出端和信号处理控制单元(7)输入端4相接。其中电源开关(2)采用型号3P/DZ47-60，为三极C特性，额定电流为60A的交流微型断路器；交流电流互感器(5)采用型号ZLB-4型，属穿芯式电流互感器，输入电流为交流0-50A，输出电压为0-5V；交流电压互感器(6)采用型号ZLD-9，输入电压为交流0-500V，输出电压为0-5V；液晶显示器(12)采用夏普10寸彩色液晶点阵显示器；打印机采用RD系列微型打印机；USB接口采用2.0接口。直流电流互感器(4)采用穿芯式电流互感器，其输入电流为直流0-100A，输出电压为0-5V；直流电压互感器(15)，输入电压为直流0-300V，输出电压为0-5V；三相交流电源ABC三相输入端和调压装置输入端(1)相接，调压装置输入端(1)由四个接线柱组成，颜色为红、黄、绿、黑四种分别对应为A相、B相、C相、零相电源端；调压装置输入端(1)接到电源开关(2)的输入端，电源开关(2)的输出端串接电流互感器(5)接到调压装置(3)的输入端，调压装置输出端(4)和交流电压互感器(6)输入端相接，调压装置输出端(4)由三个接线柱组成，颜色为红、黄、绿四三分别对应为A相、B相、C相电源端；被测的充电机的三相电源输入和调压装置输出端(4)相接，充电机的三相电就可以根据测试需要的电压实现自动调节，如通过按键设定输出340V电压，该调压装置得到信号处理控制单元(7)的作用后就会输出340V的电压到被测的充电机。充电机的直流电源输出只有正负两端，把正负两端分别接到直流电源输入端(9)；直流电源输入端(9)采用，80A的接线柱，分别采用红、黑两种颜色表示，红色为被测充电机电源输出正端，黑色为被测充电机电源输出负端，直流电源输入端(9)的信号送到直流电压传感器(15)进行电压采样，采样后测量数据送到信号处理控制单元(7)；直流电源的电流信号经直流电流互感器(14)采样后送到信号处理控制单元(7)；信号处理控制单元(7)经过采样处理、信号放大比较、分析、信号变换后将其中的最大电压值、最小电压值、最大电流值、最小电流值、纹波峰值等数据和设定值进行运算；键盘(11)可以设定各参数，本测试装置产生不同负载及调节交流电压，产生不同的输出电压。信号处理控制器(7)计算各输入电压下和各负载电流下的稳压精度、稳流精度和纹波系数。信号处理控制器(7)也将测量到的各信号送到液晶显示器(12)进行显示，信号处理控制单元(7)通过USB接口(13)数据可以保存于USB盘或直接和上位机相接，上位机进行数据显示保存。信号处理控制单元(7)也可以通过微型打印机(10)将测试给果数据直接打印。
图2：本发明实施例2，其特征在于调压装置(3)包括：19、调压器，18、控制电机，16、正转固态继电器，17、反转固态继电器。其电路连接为：调压器(19)的中心转动轴和控制电机(18)输出相接；控制电机(18)的输入端(1)和正转固态继电器(16)的输出端相接；控制电机(18)的输入端(2)和反转固态继电器(17)的输出端相接；正转固态继电器(16)的输入端和信号处理控制单元(7)的输出端(7)相接；反转固态继电器(17)的输入端和信号处理控制单元(7)的输入端(8)相接。调压器(19)采用三相连轴的结构，其中心控制轴和控制电机(18)的转到输出相接，采用螺丝紧固方式连接，控制电机(18)的转动分有正转和反转两个抽头，信号处理控制单元(7)根据电压调节需要，输出控制信号给正转固态继电器(16)或反转固态继电器(17)，实现控制电机(18)正转或反转；如：信号处理控制单元(7)控制反转固态继电器(17)导通时，控制电机实现反转，控制电机的正反转就可以使调压器的输出电压调高或调低，其中调压器调压范围220V-480V，调压器功率9KW-15KW三相电机，重量为50公斤，调压器单相电流为0-20A；其输出电压值经过交流电压传感器采样后就可以确定其输出的电压值；例如要求输出电压为340V，调压器在电机转动下输出电压达到340V时，信号处理控制单元(7)就不对正转固态继电器(16)或反转固态继电器(17)提供任何信号，电机就不转动，如果要求调节多少电压都是在调压器信号处理控制单元(7)信号作用下经过正转固态继电器(16)或反转固态继电器(17)控制电机(18)使调压器输出电压达到要求的数值，固态继电器采用型号4010D；控制电机(18)采用交流220V供电，采用固态继电器主考虑了交流电的计算机信号线的安全隔离和控制作用，在信号处理控制单元(7)的控制下有关的自动化测试就可以进行，各需要的测量电压就可以自动输出，实现了变电站用的直流电源充电机各参数全量程测试。

Claims (2)

1：一种便携式直流断路器特性测试装置包括：1、调压装置输入端，2、电源开关，3、调压装置，4、调压装置输出端，5、交流电流互感器，6、交流电压互感器，7、信号处理控制单元，8、可调负载单元，9、直流电源输入端，10、打印机，11、键盘，12、液晶显示器，13、USB接口，14、直流电流互感器，15、直流电压互感器组成。其电路连接为：交流市电380V、50HZ电源接到调压装置输入端(1)的输入端；调压装置输入端(1)的输出端和电源开关(2)的输入端相接；电源开关(2)的A相输出端穿过交流电流互感器(5)和调压装置(3)的输入端1相接；交流电流互感器(5)输出端和信号处理控制单元(7)的输入端2相接；调压装置(3)的输出端和调压装置输出端(4)相接；调压装置输出端(4)和交流电压互感器(6)输入端相接；交流电压互感器(6)输出端和信号处理控制单元(7)的输入端1相接；调压装置(3)的输入端2和信号处理控制单元(7)的输出端6相接；信号处理控制单元(7)的输出端1和打印机(10)相接；信号处理控制单元(7)的输出端2和键盘(11)相接；信号处理控制单元(7)的输出端3和液晶显示器(12)相接；信号处理控制单元(7)的输出端4和USP接口(13)相接；信号处理控制单元(7)的输出端5和可调负载单元(8)的输入端1相接，直流电源输入端(9)经直流电流互感器(14)和可调负载单元(8)的输入端2相接；直流电源输入端(9)和直流电压互感器(15)输入端相接并接；直流电流互感器(14)输出端和信号处理控制单元(7)输入端3相接；直流电压互感器(15)输出端和信号处理控制单元(7)输入端4相接。
2：其特征还在于调压装置(3)包括：19、调压器，18、控制电机，16、正转固态继电器，17、反转固态继电器。其电路连接为：调压器(19)的中心转动轴和控制电机(18)输出相接；控制电机(18)的输入端(1)和正转固态继电器(16)的输出端相接；控制电机(18)的输入端(2)和反转固态继电器(17)的输出端相接；正转固态继电器(16)的输入端和信号处理控制单元(7)的输出端(7)相接；反转固态继电器(17)的输入端和信号处理控制单元(7)的输入端(8)相接。
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