CN105825751A - 一种发电机组动态模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机组动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏和发电机组，综合控制试验屏包括综合控制装置（9）、发电机手动励磁调节器（11）和直流电机微机调速器（6），其中综合控制装置（9）与发电机组中的发电机（16）相连接以采集发电机（16）的机端电压和机端电流；发电机手动励磁调节器（11）与发电机（16）相连接进行励磁控制；直流电机微机调速器（6）与发电机组中的直流调速电动机（15）相连接以进行调速控制。本发明实现了模拟发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能，确保了发电机组的自动控制产品在研制阶段经过各种动态模拟试验的验证，实现安全、稳定、可靠、高效的应用。

Description

一种发电机组动态模拟试验装置

技术领域

本发明涉及发电机组动态模拟试验室技术领域，具体说是一种能够实现发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能的动态模拟的发电机组动态模拟试验装置。

背景技术

目前，国内大部分发电机动态模拟实验室全部用于模拟各种电力系统故障，而不会将励磁系统提供给研究励磁的企业进行动态模拟试验，另外动模试验的试验费用较高。现在国内正在进行大规模的低压发电站技术改造，提高自动化水平，急需一种动模系统能够最大程度的模拟发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸等功能，以确保自动化产品的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够实现发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能的动态模拟的发电机组动态模拟试验装置。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种发电机组动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏和发电机组。其特征在于：所述的综合控制试验屏包括综合控制装置、发电机手动励磁调节器和直流电机微机调速器；其中综合控制装置与发电机组中的发电机相连接以采集发电机的机端电压和机端电流；发电机手动励磁调节器与发电机相连接进行励磁控制；直流电机微机调速器与发电机组中的直流调速电动机相连接以进行调速控制。

所述的发电机组包括通过皮带相连接的发电机和直流调速电动机，发电机和直流调速电动机分别安装在固定支架上。

所述的直流调速电动机与发电机的皮带轮直径比不低于1.2。

所述综合控制试验屏的上部设有两排常规电气仪表，在常规电气仪表的下方同排设置机端频率表、同步表和直流电机手动调速器，再下方则依次竖直向下设置有直流电机微机调速器、指示灯区、综合控制装置、操作按钮区和发电机手动励磁调节器，在发电机手动励磁调节器的正下方则设置有研发试验接线区和工程调试接线区。

所述的研发试验接线区设置在工程调试接线区的正上方或正下方，且研发试验接线区和工程调试接线区分别通过转换控制器与综合控制装置、发电机手动励磁调节器、直流电机微机调速器和发电机相连接。

所述的直流电机手动调速器、直流电机微机调速器、发电机手动励磁调节器的旁侧分别设有直流电机手动调速器电源开关、微机调速器电源开关、发电机手动励磁调节器电源开关。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的综合控制试验屏提供发电机组手动和自动调速功能，通过控制直流调速电动机的直流电压实现转速控制，可调直流电压通过全波全控桥式整流电路实现，直流电机手动调速器通过手动励磁调节装置实现，直流电机微机调速器通过励磁调节及测频反馈实现转速的闭环控制，提供有外部的开机、停机、加速、减速、紧急停机的开入功能；综合控制试验屏提供发电机手动起励和励磁调节功能，实现发电机组的起励和励磁，励磁调节使用发电机手动励磁调节器；同时综合控制试验屏提供常规电气仪表监视直流电机电流、系统电压、机端电压、电流、有功、功率因数、励磁电压、励磁电流、以及机端频率；通过观察同步表，可手动调节机组频率和电压，通过合闸按钮实现同期合闸。

本发明的综合控制试验屏能够同时接入两个发电机组自动发电控制屏，通过转换控制器进行选择；屏上提供两组独立的接线区域，两组接线可以分别用于研发试验和工程调试；研发试验用于企业发电机组综合控制装置的研发阶段测试，工程调试用于生产过程中的屏柜调试；做到两者并存，接线固定，互不干扰。

本发明实现了模拟发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能，确保了发电机组的自动控制产品在研制阶段经过各种动态模拟试验的验证，从而能够快速地实现安全、稳定、可靠、高效的应用；另外工程用自动发电控制屏经过本试验装置的验证，能够做到现场投运前几乎免调试，提高了投运前的效率，保证了机组运行的稳定、可靠，自动发电控制屏适用于发电机组的全自动发电智能控制屏的动态模拟试验。

附图说明

附图1为本发明发电机组动态模拟试验装置中的综合控制试验屏结构示意图；

附图2为本发明的发电机组动态模拟试验装置中的发电机组结构示意图；

附图3为本发明的发电机组动态模拟试验装置硬件电路结构示意图。

其中：1—常规电气仪表；2—机端频率表；3—同步表；4—直流电机手动调速器；5—直流电机手动调速器电源开关；6—直流电机微机调速器；7—微机调速器电源开关；8—指示灯区；9—综合控制装置；10—操作按钮区；11—发电机手动励磁调节器；12—发电机手动励磁调节器电源开关；13—研发试验接线区；14—工程调试接线区；15—直流调速电动机；16—发电机；17—皮带；18—固定支架。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1～3所示：一种发电机组动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏和发电机组，综合控制试验屏包括综合控制装置9、发电机手动励磁调节器11和直流电机微机调速器6；其中综合控制装置9与发电机组中的发电机16相连接以采集发电机16的机端电压和机端电流，发电机手动励磁调节器11与发电机16相连接进行励磁控制，直流电机微机调速器6与发电机组中的直流调速电动机15相连接以进行调速控制；发电机组包括通过皮带17相连接的发电机16和直流调速电动机15，发电机16和直流调速电动机15分别安装在固定支架18上，直流调速电动机15与发电机16的皮带轮直径比不低于1.2，且发电机16和直流调速电动机15相对同轴连接的方式，降低了对安装现场的要求，易于实施。具体到综合控制试验屏，综合控制试验屏的上部设有两排常规电气仪表1，在常规电气仪表1的下方同排设置机端频率表2、同步表3和直流电机手动调速器4，再下方则依次竖直向下设置有直流电机微机调速器6、指示灯区8、综合控制装置9、操作按钮区10和发电机手动励磁调节器11，在发电机手动励磁调节器11的下方则设置有研发试验接线区13和工程调试接线区14，研发试验接线区13设置在工程调试接线区14的正上方或正下方，且研发试验接线区13和工程调试接线区14分别通过转换控制器与综合控制装置9、发电机手动励磁调节器11、直流电机微机调速器6和发电机16相连接；另外在直流电机手动调速器4、直流电机微机调速器6、发电机手动励磁调节器11的旁侧分别设有直流电机手动调速器电源开关5、微机调速器电源开关7、发电机手动励磁调节器电源开关12。

本发明的发电机组动态模拟试验装置在使用时，具体结构可设置如下：发电机组的原动机使用额定功率为7.5kW的直流调速电动机15，使用额定功率为5kW的发电机16。直流调速电动机15和发电机16使用螺钉安装在同一铁质框架上，铁质框架上使用圆形固定孔安装直流调速电动机15，使用U型孔安装发电机16，再使用三角铁块嵌入U型孔，使皮带17固定并拉紧。综合控制试验屏的前面板分为上、下两层结构，上层布置有两排常规电气仪表1，第一排依次为直流电机电流表、系统电压表、机端电压表、机端电流表；第二排依次为发电机励磁电压表、发电机励磁电流表、机端功率因素表、机端有功功率表；常规电气仪表1下侧同排从左到右依次布置有机端频率表2、同步表3、直流电机手动调速器4；前面板下层布置有机组的直流电机微机调速器6，直流电机微机调速器下方为指示灯区8，指示灯区8用于各工作回路的状态，依次为系统电源有电指示、机端电源有电指示、电机速度指示（越亮速度越快）、发电机A相励磁工作指示、发电机B相励磁工作指示、发电机C相励磁工作指示、断路器合位指示、断路器分位指示、当前选用研发试验屏指示；指示灯区8下侧设置综合控制装置9以实现机组的智能控制；综合控制装置9下侧为操作按钮区10，操作按钮区10中依次为发电机组加速（有功）、发电机组减速（有功）、发电机起励、断路器合闸、断路器分闸、紧急停机；操作按钮区10下侧为发电机手动励磁调节器11；最下方为两组接线区，可插拔，上侧用于研发试验、下侧用于工程调试，研发试验接线区13和工程调试接线区14中的三排端子定义分别相同，第一排端子定义依次为系统电压A相、系统电压B相、系统电压C相、系统电压N、开调速器、关调速器、加速、减速、调速器紧急停机、公共端，第二排依次为机端电压A相、机端电压B相、机端电压C相、机端电压N、机端电流Ia*、机端电流Ia、机端电流Ib*、机端电流Ib、机端电流Ic*、机端电流Ic，第三排为发电机励磁线圈正端、发电机励磁线圈负端、备用、备用、断路器合位、断路器分位、公共端、断路器合闸、断路器分闸、公共端；综合控制试验屏通过转换控制器实现研发试验接线区13和工程调试接线区14的切换，直流调速电动机15的调速使用全波全控整流桥式整流电路，发电机16的励磁使用全波全控整流桥式整流电路。

本发明的综合控制试验屏提供发电机组手动和自动调速功能、通过控制直流调速电动机15的直流电压实现转速控制，可调直流电压通过全波全控桥式整流电路实现，直流电机手动调速器4通过手动励磁调节装置实现，直流电机微机调速器6通过励磁调节及测频反馈实现转速的闭环控制，提供有外部的开机、停机、加速、减速、紧急停机的开入功能；综合控制试验屏提供发电机16手动起励和励磁调节功能，实现发电机组的起励和励磁，励磁调节使用发电机手动励磁调节器11；同时综合控制试验屏提供常规电气仪表1监视直流电机电流、系统电压、机端电压、电流、有功、功率因数、励磁电压、励磁电流、以及机端频率。通过同步表3实现手动同期合闸功能，通过观察同步表3，手动调节机组频率和电压，通过合闸按钮实现同期合闸。

本发明的综合控制试验屏能够同时接入两个发电机组自动发电控制屏，通过转换控制器进行选择，屏上提供两组独立的接线区域，两组接线可以分别用于研发试验和工程调试。研发试验用于企业发电机组综合控制装置的研发阶段测试，工程调试用于生产过程中的屏柜调试，做到两者并存，接线固定，互不干扰。该动态模拟试验装置实现了模拟发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能，确保了发电机组的自动控制产品在研制阶段经过各种动态模拟试验的验证，从而能够快速的实现安全、稳定、可靠、高效的应用；另外工程用自动发电控制屏经过本试验装置的验证，能够做到现场投运前几乎免调试，提高了投运前的效率，保证了机组运行的稳定、可靠，综合控制试验屏适用于发电机组的全自动发电智能控制屏的动态模拟试验。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种发电机组动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏和发电机组，其特征在于：所述的综合控制试验屏包括综合控制装置（9）、发电机手动励磁调节器（11）和直流电机微机调速器（6），其中综合控制装置（9）与发电机组中的发电机（16）相连接以采集发电机（16）的机端电压和机端电流；发电机手动励磁调节器（11）与发电机（16）相连接进行励磁控制；直流电机微机调速器（6）与发电机组中的直流调速电动机（15）相连接以进行调速控制。

2.根据权利要求1所述的发电机组动态模拟试验装置，其特征在于：所述的发电机组包括通过皮带（17）相连接的发电机（16）和直流调速电动机（15），发电机（16）和直流调速电动机（15）分别安装在固定支架（18）上。

3.根据权利要求2所述的发电机组动态模拟试验装置，其特征在于：所述的直流调速电动机（15）与发电机（16）的皮带轮直径比不低于1.2。

4.根据权利要求1所述的发电机组动态模拟试验装置，其特征在于：所述综合控制试验屏的上部设有两排常规电气仪表（1），在常规电气仪表（1）的下方同排设置机端频率表（2）、同步表（3）和直流电机手动调速器（4），再下方则依次竖直向下设置有直流电机微机调速器（6）、指示灯区（8）、综合控制装置（9）、操作按钮区（10）和发电机手动励磁调节器（11），在发电机手动励磁调节器（11）的正下方则设置有研发试验接线区（13）和工程调试接线区（14）。

5.根据权利要求4所述的发电机组动态模拟试验装置，其特征在于：所述的研发试验接线区（13）设置在工程调试接线区（14）的正上方或正下方，且研发试验接线区（13）和工程调试接线区（14）分别通过转换控制器与综合控制装置（9）、发电机手动励磁调节器（11）、直流电机微机调速器（6）和发电机（16）相连接。

6.根据权利要求4所述的发电机组动态模拟试验装置，其特征在于：所述的直流电机手动调速器（4）、直流电机微机调速器（6）、发电机手动励磁调节器（11）的旁侧分别设有直流电机手动调速器电源开关（5）、微机调速器电源开关（7）、发电机手动励磁调节器电源开关（12）。