CN104806507B - 一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统 - Google Patents

Abstract

一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，包括高压配电室与现场测试台；还包括测试现场电气操作间与PLC控制柜；高压配电室内设置相互独立的6kV和10kV两个电压等级水泵的供电系统；测试现场电气操作间内设置6kV高压环网柜和10kV高压环网柜；6kV电压等级水泵的供电系统与6kV高压环网柜连接，10kV电压等级水泵的供电系统与10kV高压环网柜连接，6kV与10kV高压环网柜通过各自的出线电缆连接于现场测试台；PLC控制柜与6kV、10kV两个电压等级水泵的供电系统连接；测试现场电气操作间设有现场控制台，现场控制台与PLC控制柜及中控室连接。本发明不同电压等级供电系统分开运行，实现不同电压等级水泵的测试，保证测试系统供电的安全性和可靠性。

Description

一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统

技术领域

本发明属于水泵测试技术领域，具体涉及一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统。

背景技术

随着国内市场上大功率水泵的广泛使用，大功率水泵通常采用高压电机拖动，根据我国供电电压等级情况，市场上绝大多数高压电机采用6kV和10kV两种高压电源。为此水泵生产厂家配备的大功率水泵测试台主要进行6kV和10kV两种高压电机的测试。由于各个生产厂家水泵测试台的设计情况不同，动力及控制系统良莠不齐，水泵测试供电安全可靠方面以及人员的安全保障方面，存在安全隐患。本发明从安全性、可靠性、经济性等方面进行综合技术比选，本着安全可靠，降低测试人员的操作难度的原则，对6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台的动力及控制系统进行典型化设计，主要为测试高压电机拖动大功率水泵的技术参数提供安全可靠的供电和安全保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统；以达到提高测试台电控系统供电的安全性，保证测试人员带电作业人身安全的要求。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下：一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，包括高压配电室与现场测试台；其特征在于：还包括测试现场电气操作间与PLC控制柜；高压配电室内设置相互独立的6kV和10kV两个电压等级水泵的供电系统；测试现场电气操作间内设置6kV高压环网柜和10kV高压环网柜；6kV电压等级水泵的供电系统与6kV高压环网柜连接，10kV电压等级水泵的供电系统与10kV高压环网柜连接，6kV与10kV高压环网柜通过各自的出线电缆连接于现场测试台；PLC控制柜与6kV、10kV两个电压等级水泵的供电系统连接；测试现场电气操作间设有现场控制台，现场控制台与PLC控制柜及中控室连接。

6kV电压等级水泵的供电系统包括依次连接的6kV高压进线柜、6kV高压出线柜与6kV高压软启动柜，6kV高压进线柜连接有6kV高压进线电缆，6kV高压软启动柜与6kV高压环网柜连接；10kV电压等级水泵的供电系统包括依次连接的10kV高压进线柜、10kV高压出线柜与10kV高压软启动柜，10kV高压进线柜连接有10kV高压进线电缆，10kV高压软启动柜与10kV高压环网柜连接。

在测试现场电气操作间、现场测试台与中控室的外围设置有隔离栅栏，隔离栅栏安装门禁系统。

在高压配电室内、中控室内、现场电气操作间内与现场测试台附近均设置有急停开关；急停开关与6kV高压软启动柜的电源分闸、10kV高压软启动柜的电源分闸连接。

本发明高压配电室6kV和10kV两个电压等级水泵的供电系统是分开运行的；6kV进线柜与10kV进线柜通过进线柜内自带二次继电保护系统实现电气互锁保证两套系统不能同时启动。利用PLC实时监控高压设备运行状态；并通过现场总线与测试现场电气操作间设置的现场控制台通讯。

在测试现场电气操作间设置的现场控制台，即可直观的监测高压设备运行状态及保护的状态，又可控制高压进出线柜及高压软启动柜，还可控制水泵的启停，并可以在现场监测水泵运行情况、故障报警系统的状态，并将水泵运行参数上传给中控室。

通过设置的隔离栅栏及门禁系统对高压水泵测试现场进行隔离，通过刷卡或输入密码方可进入测试区域。为保证测试前所有人可以安全撤离测试现场，测试过程中，任何未经授权人员不能进入到测试区域内。

测试现场电气操作间设置的6kV环网柜与10kV环网柜，环网柜的接地母排可靠连接厂区接地系统；每次测试完成后负荷开关打到接地状态使残余电流接入大地，保证测试人员的安全。

由于在高压配电室内、中控室内、现场电气操作间内与现场测试台附近均设置有急停开关；当设备运行异常时，操作人员就近人工按压急停开关按钮，及时关闭高压软启动柜，使电源分闸，控制电气设备启停。急停开关按钮在人工恢复之前保持工作状态。6kV电机急停信号和10kV电机急停信号同时接线在急停开关的不同常开接点上，保证现场每个急停开关可以同时使6kV、10kV电机急停。

本发明为国内水泵生产厂家配备大功率水泵测试台提供了一种安全可靠的电控系统，对6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台的动力及控制系统进行了典型化设计，为测试高压电机拖动大功率水泵的技术参数提供安全可靠的供电和安全保障，能够完成6kV和10kV两种高压电源的电机的测试要求；在高压配电室6kV和10kV两种不同电压等级供电系统分开运行，实现不同电压等级水泵的测试。利用PLC控制柜与现场控制台通过现场总线通讯。通过设置PLC控制系统、现场隔离栅栏与警报设施、门禁系统、紧急停车设施一系列措施保证测试系统供电的安全性和可靠性。测试人员可以在测试现场电气操作间、中控室监控现场电气系统各级开关工作状态、现场报警显示灯预警状态、门禁开闭状态及测试台运行情况。提高了测试系统供电的安全性，降低测试人员的操作难度。在测试现场实现本地与远程操作，监控水泵运行状态，并将水泵运行参数上传。

附图说明

图1是本发明的总体结构及系统平面接线示意图。

图中：1—高压配电室，2—测试现场隔离栅栏，3—测试现场电气操作间，4—现场测试台，5—中控室，6—6kV高压进线柜，7—6kV高压出线柜，8—6kV高压软启动柜，9—10kV高压进线柜，10—10kV高压出线柜，11—10kV高压软启动柜，12—6kV高压环网柜，13—10kV高压环网柜，14—6kV高压进线电缆，15—6kV高压出线电缆，16—6kV高压环网柜进线电缆，17—10kV高压进线电缆，18—10kV高压出线电缆，19—10kV高压环网柜进线电缆，20—6kV高压环网柜出线电缆，21—10kV高压环网柜出线电缆，22—PLC控制柜，23—现场控制台，24—控制电缆，25—现场总线，26—第一急停开关，27—第二急停开关，28—第三急停开关，29—第四急停开关，30—急停信号电缆，31—门禁及报警指示灯控制电缆，32—门禁系统，33—一号报警指示灯，34—二号报警指示灯，35—三号报警指示灯，36—四号报警指示灯。

具体实施方式

本发明提供的一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，包括高压配电室1与现场测试台4；还包括测试现场电气操作间3与PLC控制柜22；高压配电室1内设置相互独立的6kV和10kV两个电压等级水泵的供电系统；测试现场电气操作间3内设置6kV高压环网柜12和10kV高压环网柜13；6kV电压等级水泵的供电系统与6kV高压环网柜12连接，10kV电压等级水泵的供电系统与10kV高压环网柜13连接，6kV高压环网柜12通过6kV高压环网柜出线电缆20连接于现场测试台4，10kV高压环网柜13通过10kV高压环网柜出线电缆21连接于现场测试台4；PLC控制柜22通过控制电缆24与6kV、10kV两个电压等级水泵的供电系统连接；测试现场电气操作间3设有现场控制台23，现场控制台23通过现场总线25与PLC控制柜22及中控室5连接。

6kV电压等级水泵的供电系统包括依次连接的6kV高压进线柜6、6kV高压出线柜7与6kV高压软启动柜8，6kV高压出线柜7通过6kV高压出线电缆15与6kV高压软启动柜8连接，6kV高压进线柜6连接有6kV高压进线电缆14，6kV高压软启动柜8通过6kV高压环网柜进线电缆16与6kV高压环网柜12连接；6kV高压环网柜出线电缆20连接至现场测试台4的6kV测试水泵设备。

10kV电压等级水泵的供电系统包括依次连接的10kV高压进线柜9、10kV高压出线柜10与10kV高压软启动柜11，10kV高压出线柜10通过10kV高压出线电缆18与10kV高压软启动柜11连接，10kV高压进线柜9连接有10kV高压进线电缆17，10kV高压软启动柜11通过10kV高压环网柜进线电缆19与10kV高压环网柜13连接；10kV高压环网柜出线电缆21连接至现场测试台4的10kV测试水泵设备。

PLC控制柜22设在高压配电室1内，PLC控制柜22通过控制电缆24与6kV高压进线柜6、6kV高压出线柜7、6kV高压软启动柜8、10kV高压进线柜9、10kV高压出线柜10以及10kV高压软启动柜11相连接；实现高压配电柜信号采集和运行状态监视。

通过设在测试现场电气操作间3的现场控制台23，可直观的监测高压设备运行状态及保护的状态，可控制高压进出线柜及高压软启动柜；控制被测试水泵的启停；并可以在现场监测水泵运行情况、故障报警系统的状态，并将水泵运行参数上传给中控室。

测试现场电气操作间3采用彩钢板及玻璃钢作为隔墙，隔墙安装玻璃窗，可以保证在测试工位接线时，可以清楚的看到环网柜内的接地点已经接地。

为保证现场操作人员工作安全，作为本发明的完善，在测试现场电气操作间3、现场测试台4与中控室5的外围设置有隔离栅栏2，隔离栅栏2安装门禁系统32。隔离栅栏2高1.5米，将整个测试区与厂房内其他工作区隔开。在进行高压测试时，门禁起作用，只有授权人员才可以进入测试区域。隔离栅栏2的四角分别设有一号报警指示灯33、二号报警指示灯34、三号报警指示灯35与四号报警指示灯36；门禁系统32以及四个报警指示灯通过门禁及报警指示灯控制电缆31与PLC控制柜22连接；PLC控制柜22通过门禁及报警指示灯控制电缆31对现场报警指示灯、门禁系统设备进行联动控制。

在栅栏的四角设置的一号报警指示灯33、二号报警指示灯34、三号报警指示灯35与四号报警指示灯36，均为三色灯柱结构，从上到下分别为红灯、黄灯和绿灯；其工作要求为：当连接到高压水泵上的电缆通电时，报警灯为红色；当连接到高压水泵上电缆接地时，报警灯为绿色，此时可以拆装高压水泵上的电缆；当测试过程中高压水泵因故障掉电时，黄色和红色报警灯亮；高压测试台不使用时，所有报警灯不亮。

高压配电室1设置有第一急停开关26、现场电气操作间3设置有第二急停开关27、现场测试台4设置有第三急停开关28、中控室5设置有第四急停开关29，四处急停开关通过急停信号电缆30与6kV高压软启动柜8的电源分闸、10kV高压软启动柜11的电源分闸连接。急停按钮使6kV电机和10kV电机急停信号同时接线急停开关的不同常开接点上，保证现场每个急停开关可以同时使6kV、10kV电机急停。保证现场人员在水泵运行异常及紧急情况下及时分断高压电源。

PLC控制柜22设在高压配电室1内，通过控制电缆24负责控制高压配柜信号采集和运行状态监视；通过门禁及报警指示灯控制电缆31对现场报警指示灯、门禁系统设备进行联动控制。

本水泵测试台电控系统的配电系统功能简述如下：高压配电室1内设置的四台高压配电柜，6kV侧两台、10kV侧两台；即6kV高压进线柜6、6kV高压出线柜7、10kV高压进线柜9与10kV高压出线柜10，其柜型为中置柜；中置柜为现有技术。中置柜内二次系统采用多功能过电流与接地故障继电器完成线路保护功能。主要设置进线过电流速断保护，带时限过电流保护、过电压、欠电压保护，线路单相接地保护；出线过电流速断保护，带时限过电流保护等。6kV进线柜与10kV进线柜可通过进线柜内自带二次继电保护系统实现电气互锁保证两套系统不能同时启动。

高压配电室1内设置的两台高压软起动柜，即：6kV侧的一台—6kV高压软起动柜8，10kV侧一台—kV高压软起动柜11；高压软起动柜为现有技术。高压软起动柜内电机保护功能主要包括：过电流保护，起动超时保护、晶闸管短路保护、三相电流不平衡保护，起动异常保护；过电压、欠电压保护等。通过LCD显示屏和键盘，显示各种状态及设定控制参数。

测试台现场电气操作间3内设置的高压环网柜两台，即6kV侧一台—6kV高压环网柜12，10kV侧一台—10kV高压环网柜13；高压环网柜选用共箱式气体绝缘环网柜，绝缘环网柜为现有技术；柜内开关选用带有接地工位负荷开关。保证环网柜接地母排可靠连接厂区接地系统，每次测试完成后负荷开关打到接地状态使残余电流接入大地，保证测试人员的安全。

现场控制台23设在测试现场电气操作间3内，与PLC控制柜22通过现场总线25通讯。满足电气操作人员现场控制电气设备启停，监控现场电气系统各级开关工作状态、现场报警显示灯预警状态、门禁开闭状态及测试台运行情况。

6kV高压环网柜12与10kV高压环网柜13内设置接地开关的接地点，当该环网柜内的接地点接地后，隔离栅栏四角设置的报警指示灯变成绿色，此时，操作人员才可以拆装高压水泵上的电缆。

该水泵测试台电控系统，实现6kV和10kV两种高压电源的电机的测试要求，可以根据电机电压等级，电气试验人员从电气操作间环网柜内相应电压等级的环网柜下引出高压电缆，沿地面敷设至电机测试平台。

本水泵测试台电控系统的PLC控制柜22主要采集下述参数：

（1）采集高压配电室6kV和10kV进线柜的电气参数：电流、电压等；

（2）高压配电室4台高压开关柜运行状态和分合闸命令；

（3）高压配电室2台软启动柜运行状态和操作命令；

（4）电气操作间2台电动操作负荷开关环网柜运行状态和分合闸命令；

（5）门禁系统供电控制和报警指示灯控制信号。

本水泵测试台电控系统的控制功能主要有：

（1）各设备在远控状态时，PLC通过现场控制台可以直观的监控测试系统各个设备的工作状态，控制设备分合闸。转到柜上状态时只能监视设备工作状态，不能控制设备分合闸；

（2）通过现场控制台组态设计，能形象地显示设备运行状态；

（3）现场控制台可设置电机功率和额定电流值，实现电机工作过流、欠过压故障报警；

（4）无论高压柜联锁信号是否工作，PLC应能实现6kV、10kV配电柜的运行电气联锁；

（5）PLC应能通过监测高压系统运行状态，控制现场报警指示灯的工作状态；

（6）操作人员在设备运行之前，根据电机电压、功率、电流等，在软启动器面板上进行参数设定，保证软启动器保护功能的正常运行。

Claims (6)

1.一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，包括高压配电室与现场测试台；其特征在于：还包括测试现场电气操作间（3）与PLC控制柜（22）；高压配电室（1）内设置相互独立的6kV和10kV两个电压等级水泵的供电系统；测试现场电气操作间（3）内设置6kV高压环网柜（12）和10kV高压环网柜（13）；6kV电压等级水泵的供电系统与6kV高压环网柜(12)连接，10kV电压等级水泵的供电系统与10kV高压环网柜(13)连接，6kV高压环网柜（12）通过6kV高压环网柜出线电缆（20）连接于现场测试台，10kV高压环网柜（13）通过出线电缆连接于现场测试台中的10kV测试水泵设备；PLC控制柜（22）与6kV、10kV两个电压等级水泵的供电系统连接；测试现场电气操作间（3）设有现场控制台（23），现场控制台（23）通过现场总线（25）与PLC控制柜（22）及中控室（5）连接；PLC控制柜（22）设在高压配电室（1）内。

2.如权利要求1所述的一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，其特征在于：6kV电压等级水泵的供电系统包括依次连接的6kV高压进线柜（6）、6kV高压出线柜（7）与6kV高压软启动柜（8），6kV高压出线柜（7）通过6kV高压出线电缆（15）与6kV高压软启动柜（8）连接，6kV高压进线柜（6）连接有6kV高压进线电缆（14），6kV高压软启动柜（8）通过6kV高压环网柜进线电缆（16）与6kV高压环网柜（12）连接；6kV高压环网柜出线电缆（20）连接至现场测试台（4）的6kV测试水泵设备；

10kV电压等级水泵的供电系统包括依次连接的10kV高压进线柜（9）、10kV高压出线柜（10）与10kV高压软启动柜（11），10kV高压出线柜（10）通过10kV高压出线电缆（18）与10kV高压软启动柜（11）连接，10kV高压进线柜（9）连接有10kV高压进线电缆（17），10kV高压软启动柜（11）通过10kV高压环网柜进线电缆（19）与10kV高压环网柜（13）连接；10kV高压环网柜出线电缆（21）连接至现场测试台（4）的10kV测试水泵设备。

3.如权利要求2所述的一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，其特征在于：PLC控制柜（22）通过控制电缆（24）与6kV高压进线柜（6）、6kV高压出线柜（7）、6kV高压软启动柜（8）、10kV高压进线柜（9）、10kV高压出线柜（10）以及10kV高压软启动柜（11）相连接。

4.如权利要求3所述的一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，其特征在于：测试现场电气操作间（3）、现场测试台（4）与中控室（5）的外围设置有隔离栅栏（2），隔离栅栏（2）安装门禁系统（32）。

5.如权利要求4所述的一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，其特征在于：隔离栅栏（2）的四角分别设有一号报警指示灯(33)、二号报警指示灯（34）、三号报警指示灯（35）与四号报警指示灯(36)；门禁系统（32）以及四个报警指示灯通过门禁及报警指示灯控制电缆（31）与PLC控制柜（22）连接。

6.如权利要求5所述的一种6kV、10kV两种高压电源的水泵测试台电控系统，其特征在于：高压配电室（1）设置有第一急停开关（26）、现场电气操作间（3）设置有第二急停开关（27）、现场测试台（4）设置有第三急停开关（28）、中控室（5）设置有第四急停开关（29），四处急停开关通过急停信号电缆（30）与6kV高压软启动柜（8）的电源分闸、10kV高压软启动柜（11）的电源分闸连接。