CN102540075A

CN102540075A - 发电机组负载性能测试装置

Info

Publication number: CN102540075A
Application number: CN201210021700XA
Authority: CN
Inventors: 苏雪莲; 郭永旭
Original assignee: Shandong Huali Electromechanical Co Ltd
Current assignee: Shandong Huali Electromechanical Co Ltd
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2012-07-04

Abstract

发电机组负载性能测试装置，由发电机组、三相动力线、开关、控制电缆、恒值负载柜、检测电缆、负载测试器、数据线、负载控制器、数据接口、显示器、输入键盘、工控机、输出打印机组成，其特征是负载控制器通过控制电缆与发电机组相连接，负载控制器通过控制电缆与恒值负载柜相连接，负载控制器通过数据线与负载测试器相连接，负载控制器通过数据线与数据接口相连接，发电机组通过三相动力线与恒值负载柜相连接，其有益效果是结构简单，测试操作方便，测试时间短，且在测试过程中无漏电现象发生，测试过程中不生产废水，节约水资源，测试负载阻值恒定，且为实负载，测试过程中加减负载精确，测试精度高。

Description

发电机组负载性能测试装置

技术领域

本发明涉及电力设备测试技术领域，更具体地说是一种发电机组负载性能测试装置。

背景技术

发电机组生产组装完成后，首先需要进行的是出厂型式检验，出厂型式检验的一项重要内容就是负载加载检验，发电机组的负载能力是保证发电机组正常有效工作的重要指标，一般要完成0%、25%、50%、75%、100%、110%、100%、75%、50%、25%、0%的加减负载检验，保障发电机组出厂后的安全运行。

现有技术的发电机组的负载能力检验一般采用的是交流假负载、水负载，或干式负载箱，如：

专利号为：201020560128.0的实用新型专利，公布了“一种内燃机发电机组测试用负载”，该实用新型的技术方案为：一种内燃机发电机组测试用负载，包括筒体，筒体内设有导电液体，筒体外侧的电缆上连接有若干浸入导电液体的极板，各极板通过极板固定板连接固定；其创新点在于：所述筒体内设有一高于导电液体液面的垂直套筒，该套筒将套筒内部与外界的导电液体隔离，套筒内设有一垂直丝杆，所述丝杆的顶部与极板固定板螺纹滑配，丝杆的末端通过减速机与电机连接。通过电机驱动减速机带动丝杆旋转，使得与丝杆螺纹滑配的极板固定板上、下移动，实现极板浸入导电液体中的面积，从而实现负载的大小改变。

专利号为：03215715.0的实用新型专利，公布了一种“智能型发电机组综合性能测试仪”，其特征是：对应机组的每台发电机分别设置对其A、B、C、N相电流采样的3个1000/5A、1个500/5A自由开口式钳形电流夹，对应每台发电机分别设置对其A、B、C、N相电压采样的4根电压测试线，对应每台发电机均设置对采样的模拟量信号进行电力质量分析、数据处理存储的PML7500ION电量动态智能监控器；每台PML7500ION 的COM口通过1201B通讯转换器连接到PC机，完成数据指令信息的交互，同时，1201B通讯转换器对PML7500ION的485接口与PC机接口适配转换。

该实用新型为解决测试试验过程中数据的实时高速采集处理，瞬变捕捉，高精度智能分析测量技术问题，设计上采用了加拿大PML7500ION电量动态智能监控器，其先进强大的电量动态智能测试功能，是保证测试数据的高速采集处理、瞬变捕捉，高精度智能分析测量技术的关键之一；另一方面被测电压与PML7500ION之间不经任何变换，采用电压直接采集方式，其次是采用高精度钳型电流夹，提高了大电流线性测量采样精度和宽频响应。

不同功率的机组，其测量采样的一次额定电流不同，机组功率越大，采样互感比也越大，为实现对更大功率容量机组的测试，解决对不同功率机组测试试验设备的通用性问题，在装置中采用了电流变比，电压变比可以设置的方法。

电力谐波的污染越来越严重，已成为行业关注的焦点，为方便对电力谐波污染源的分析，该测试仪采用具有宽频响应技术的钳形电流夹，并通过 PML7500ION及PC提供1-63次谐波棒图及各项谐波分量精确的测量功能。

专利号为：200820165357.5的实用新型专利，公布了“一种交流发电机组电气性能的测试装置”，该实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种交流发电机组电气性能的测试装置，包括一交流发电机组、一一体化工作站、一激光扫描器，其特征在于：还包括一与所述交流发电机组电连接的一PCI扩展负载开关阵列；所述PCI扩展负载开关阵列通过一电压传感器、一电流传感器电连接一负载柜；所述电压传感器、电流传感器电连接一DSP嵌入式信号处理器；一一体化工作站与所述激光扫描器、PCI扩展负载开关阵列及DSP嵌入式信号处理器分别相互连接。

　所述DSP嵌入式信号处理器包括一信号处理单元、一随机存取存储器RAM、一运放信号调理电路、一低温漂过零比较电路、一并行接口闪存、一串行接口实时钟、一异步串行通讯接口电路、一光电隔离输入输出接口；所述运放信号调理电路、低温漂过零比较电路分别电连接于所述信号处理单元，所述信号处理单元分别与所述随机存取存储器、并行接口闪存、串行接口实时钟、异步串行通讯接口电路、光电隔离输入输出接口相互电连接。

所述信号处理单元包括一32位定点CPU、一模数转换器、一脉冲捕捉通道、一异步串行通讯接口、一数字输入输出接口、一并行外设接口、一串行外设接口；所述32位定点CPU分别与模数转换器、脉冲捕捉通道、异步串行通讯接口、数字输入输出接口、并行外设接口、串行外设接口相互电连接；所述模数转换器与所述脉冲捕捉通道相互电连接；所述异步串行通讯接口与所述数字输入输出接口相互电连接。

专利号为：200820217092.9的实用新型专利，公布了“一种汽车发电机性能测试装置”，包括拖动电机，与拖动电机连接的被测电机，其特征在于：所述的拖动电机通过拖动电机控制器分别与电源和PC机连接，所述的被测电机通过可控负载仪与PC机连接，被测电机分别与PC机和蓄电池连接。所述PC机的I/O口通过A/D 转换装置与被测电机连接；所述的PC机的I/O口通过 D/A转换装置与拖动电机控制器连接；所述的可控负载仪为电子负载仪；所述的拖动电机与被测电机通过连轴器连接。

一种汽车发电机性能测试装置，由于采用上述结构具有以下优点，使用PC 机来进行转速与负载的自动调节，同时自动记录数据，显示变化曲线，测量效果更高效，精确；被测电机与拖动电机采用轴对轴连接，更能保证两者转速一致。

专利号为：200910103684.7的发明专利，公布了一种“小型风力发电机性能测试方法及其专用测试平台”，其特点在于包括以下步骤： a、建立风力发电机的数学模型、经计算得到风力发电机特性方程，制得相应软件模块并将其预设入工控机内； b、将待测试小型风力发电机属性参数，包括叶片几何尺寸、翼型升阻力系数、叶片安装位置、传动系统传动比、电机参数、塔架高度，还包括风速变化情况参数、风力发电系统控制参数等等，预输入工控机；c、设计一包括通风机和风道的人造风源； d、使用变频器调节控制通风机转速，在风道的出风口得到连续变化的模拟自然风速；e、在出风口设置一风速计检测此连续变化的风速信号，并使用数据采集卡将其转化为连续变化的数字信号后输入工控机内，经计算得到小型风力发电机性能理论曲线图，计算时，是采用a步骤中建立的软件模块，将b步骤中输入的参数和风速计测出的实际风速信号带入软件模块的数学模型中，从而得到的小型风力发电机性能理论曲线图，计算的过程由工控机程序自动完成；f、将待检测的小型风力发电机面向出风口设置于与风速计相邻位置，并使用数据采集卡采集小型风力发电机性能实际值，将此值输入工控机得到小型风力发电机性能实际曲线图；g、将小型风力发电机性能实际曲线图与理论曲线图比较，从而判断小型风力发电机性能是否符合要求。

其中，a步骤所述建立风力发电机的数学模型，是指申请人自主研发设计的一种新型动态入流空气动力学理论，以此为基础，申请人建立了风力发电机组系统非线性数学分析模型，实现了风力发电机组系统之间各部件的耦合仿真分析。并在此数学分析模型的基础上，开发应用软件。所述数学模型解决了传统的风力发电机数学模型叶素动量理论不能考虑由于空气质量引起的时间滞后的缺陷，能够使分析结果更加精确。步骤d 中使用变频器调节控制通风机转速时，可以直接由人工操作控制，也可直接将变频调节器与工控机相连，由电脑预设程序实现自动控制；步骤e、f、g中的小型风力发电机性能理论分析曲线图和实际测试曲线图主要指其变化的风速和输出功率之间的对应关系曲线图，在步骤f中是使用数据采集卡采集小型风力发电机的输出电压和电流，进而计算得到其输出功率，并且其过程是由工控机自动控制实现，同时g步骤中的比较过程也是由工控机自动完成并直接输出比较结果。在e、f步骤中得到的理论曲线图和实际曲线图均是根据步骤a中建立的数学模型和软件模块来计算得出，计算所采用的数据即为步骤b中输入的参数和步骤e、f中测得的数据值。

该发明还提供一种上述性能测试方法中使用的小型风力发电机性能测试平台，其特点在于包括通风机、风道、风速计、待测小型风力发电机和工控机，所述通风机设置于风道的一端，风道的另一端出风口处设置风速计与待测小型风力发电机，其中通风机与一变频调速器相连，变频调速器与工控机相连，风速计与待测小型风力发电机通过数据采集卡与工控机相连。可看出该测试平台与上述测试方法是匹配的，是为实践上述测试方法而专门设计的测试平台。

这些专利技术都较好地完成了对发电机的性能测试，但也存在如下缺陷：一是发电机组测试设备结构复杂，测试过程需要复杂的操作和大量的计算才能完成，测试时间长，且在测试过程中容易发生漏电现象；二是测试过程中容易生产废水，浪费水资源；三是负载阻值不稳定，测试过程中加减负载不精确，导致测试精度不高；这些都严重影响对发电机组负载能力的测试，不利于对发电机组的负载能力进行正确判定。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了一种发电机组负载性能测试装置，其技术方案为：所述的发电机组负载性能测试装置由发电机组、三相动力线、开关、控制电缆、恒值负载柜、检测电缆、负载测试器、数据线、负载控制器、数据接口、显示器、输入键盘、工控机、输出打印机组成，其特征是负载控制器通过控制电缆与发电机组相连接，负载控制器通过控制电缆与恒值负载柜相连接，负载控制器通过数据线与负载测试器相连接，负载控制器通过数据线与数据接口相连接，发电机组通过三相动力线与恒值负载柜相连接，三相动力线的中部设置开关，负载测试器通过检测电缆与恒值负载柜相连接，负载测试器通过数据线与数据接口相连接，工控机通过数据线与数据接口相连接，工控机通过数据线与显示器相连接，工控机通过数据线与输入键盘相连接，工控机通过数据线与输出打印机相连接。

本发明所述的恒值负载柜，由散热风机、集风箱、负载箱、散热片、负载管组成，其特征在于负载箱设置为长方体形，负载箱的内部设置负载管，负载管的外部设置散热片，负载箱通过集风箱与散热风机相连接，工作时，散热风机吹来的冷却风可通过集风箱达到负载箱对负载管进行冷却，散热风机采用5.5KW轴流风机。

本发明所述的恒值负载柜，其特征在于恒值负载柜的部装机容量为2000KW，最大电压400V，可承担0%、25%、50%、75%、100%、110%、100%、75%、50%、25%、0%的加减负载测试。

本发明所述的负载管、散热片，其特征在于负载管采用低阻抗电阻管，材料采用不锈钢管，负载管沿负载箱的长度方向设置在负载箱的内部，负载管在负载箱的横截面上呈梅花形设置，每列负载管沿垂直方向采用铜排连接在一起；负载管外部的散热片设置为螺旋形，材料采用紫铜片。

本发明所述的负载控制器，其特征在于负载控制器调控面板上设置25%、50%、75%、100%、110%五种负载组合控制按钮，可在0到2000KW之间无级调控，并同时配置微机软件系统，可自动完成0%、25%、50%、75%、100%、110%、100%、75%、50%、25%、0%的加减负载测试。

本发明所述的负载测试器，其特征在于负载测试器设置标题栏、菜单栏、工具栏、命令栏、工作面板五个功能分区，标题栏显示测试标题，菜单栏包括数据管理、曲线打印、测试报告、帮助四个功能菜单，工具栏包括常用功能菜单的快捷键、串口通讯的参数选择，以及通讯时需要设置的通讯参数，命令栏设置控制测试、静态数据、动态数据三种状态下的发电机组的电压、电流、功率、功率因数、频率数据集。

本发明的有益效果是发电机组负载性能测试装置结构简单，测试操作方便，测试时间短，且在测试过程中无漏电现象发生，测试过程中不生产废水，节约水资源；测试负载阻值恒定，且为实负载，测试过程中加减负载精确，测试精度高。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图，

附图2是恒值负载柜的结构示意图，附图中：

1. 发电机组，2. 三相动力线，3. 开关，4. 控制电缆，5. 恒值负载柜，6. 检测电缆， 7.负载测试器，8. 数据线，9. 负载控制器，10. 数据接口，11. 显示器，12. 输入键盘，13. 工控机，14. 输出打印机，51.散热风机，52.集风箱，53.负载箱，54.散热片，55.负载管。

具体实施方式：

结合附图对本发明进一步详细描述，以便公众更好地掌握本发明的实施方法，本发明具体的实施方案为：所述的发电机组负载性能测试装置由发电机组1、三相动力线2、开关3、控制电缆4、恒值负载柜5、检测电缆6、负载测试器7、数据线8、负载控制器9、数据接口10、显示器11、输入键盘12、工控机13、输出打印机14组成，其特征是负载控制器9通过控制电缆4与发电机组1相连接，负载控制器9通过控制电缆4与恒值负载柜5相连接，负载控制器9通过数据线8与负载测试器7相连接，负载控制器9通过数据线8与数据接口10相连接，发电机组1通过三相动力线2与恒值负载柜5相连接，三相动力线2的中部设置开关3，负载测试器9通过检测电缆6与恒值负载柜5相连接，负载测试器7通过数据线8与数据接口10相连接，工控机13通过数据线8与数据接口10相连接，工控机13通过数据线8与显示器11相连接，工控机13通过数据线8与输入键盘12相连接，工控机13通过数据线8与输出打印机14相连接。

本发明所述的恒值负载柜5，由散热风机51、集风箱52、负载箱53、散热片54、负载管55组成，其特征在于负载箱53设置为长方体形，负载箱53的内部设置负载管55，负载管55的外部设置散热片54，负载箱53通过集风箱52与散热风机51相连接，工作时，散热风机51吹来的冷却风可通过集风箱52达到负载箱53对负载管54进行冷却，散热风机54采用5.5KW轴流风机。

本发明所述的恒值负载柜5，其特征在于恒值负载柜5的部装机容量为2000KW，最大电压400V，可承担0%、25%、50%、75%、100%、110%、100%、75%、50%、25%、0%的加减负载测试。

本发明所述的负载管55、散热片54，其特征在于负载管55采用低阻抗电阻管，材料采用不锈钢管，负载管55沿负载箱53的长度方向设置在负载箱53的内部，负载管55在负载箱53的横截面上呈梅花形设置，每列负载管55沿垂直方向采用铜排连接在一起；负载管55外部的散热片54设置为螺旋形，材料采用紫铜片。

本发明所述的负载控制器9，其特征在于负载控制器9调控面板上设置25%、50%、75%、100%、110%五种负载组合控制按钮，可在0到2000KW之间无级调控，并同时配置微机软件系统，可自动完成0%、25%、50%、75%、100%、110%、100%、75%、50%、25%、0%的加减负载测试。

本发明所述的负载测试器7，其特征在于负载测试器7设置标题栏、菜单栏、工具栏、命令栏、工作面板五个功能分区，标题栏显示测试标题，菜单栏包括数据管理、曲线打印、测试报告、帮助四个功能菜单，工具栏包括常用功能菜单的快捷键、串口通讯的参数选择，以及通讯时需要设置的通讯参数，命令栏设置控制测试、静态数据、动态数据三种状态下的发电机组的电压、电流、功率、功率因数、频率数据集。

Claims

1.发电机组负载性能测试装置，由发电机组（1）、三相动力线（2）、开关（3）、控制电缆（4）、恒值负载柜（5）、检测电缆（6）、负载测试器（7）、数据线（8）、负载控制器（9）、数据接口（10）、显示器（11）、输入键盘（12）、工控机（13）、输出打印机（14）组成，其特征是负载控制器（9）通过控制电缆（4）与发电机组（1）相连接，负载控制器（9）通过控制电缆（4）与恒值负载柜（5）相连接，负载控制器（9）通过数据线（8）与负载测试器（7）相连接，负载控制器（9）通过数据线（8）与数据接口（10）相连接，发电机组（1）通过三相动力线（2）与恒值负载柜（5）相连接，三相动力线（2）的中部设置开关（3），负载测试器（9）通过检测电缆（6）与恒值负载柜（5）相连接，负载测试器（7）通过数据线（8）与数据接口（10）相连接，工控机（13）通过数据线（8）与数据接口（10）相连接，工控机（13）通过数据线（8）与显示器（11）相连接，工控机（13）通过数据线（8）与输入键盘（12）相连接，工控机（13）通过数据线（8）与输出打印机（14）相连接。

2.根据权利要求1所述的发电机组负载性能测试装置，其特征在于所述的恒值负载柜（5）由散热风机（51）、集风箱（52）、负载箱（53）、散热片（54）、负载管（55）组成，负载箱（53）设置为长方体形，负载箱（53）的内部设置负载管（55），负载管（55）的外部设置散热片（54），负载箱（53）通过集风箱（52）与散热风机（51）相连接。