CN106646271B - 一种岸电电源测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岸电电源测试系统，包括：高压开关柜、高压变频柜、隔离变频器、中压开关柜、模拟负载箱、控制终端、光电模块、主控模块和无功功率发生器，所述高压开关柜、高压变频柜、隔离变频器、中压开关柜、模拟负载箱依次电性连接；所述高压开关柜与所述高压变频柜的公共连接端与所述无功功率发生器电性连接，所述无功功率发生器、主控模块、光电模块、控制终端依次电性连接；所述控制终端还与所述模拟负载箱电性连接。本发明实施例的测试系统具有集成化、数字化、通用化程度高等优点，能够满足高压电源模块各种的工况下的调试和检验需求，并且能够提供相关测试数据以及波形图，简单实用、易于推广。

Description

一种岸电电源测试系统

技术领域

本发明涉及岸电电源技术领域，尤其涉及一种岸电电源测试系统。

背景技术

随着港口高压岸电电源的发展以及不同船舶用电量的需求，船舶用电负荷不断加大，对岸电电源的要求冲击也不断增长，使得高压岸电电源输出质量发生变化，对高压电源的品质要求也越来越高。

目前国内所有的高压电源基本上都是采用高压型，高压电源模块集成化程度高，高压电源模块作为高压岸电电源的“心脏”，关系到整个岸电电源系统的供电质量及运行的稳定可靠性。

发明人在实现本发明的过程中，发现相关技术存在以下技术问题：传统的模拟化调试系统已经不能满足高压岸电电源模块的检验调试的需求，目前市面上还没有一款专门针对高压岸电模块的测试系统。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何提供一种针对高压岸电模块的集成化、数字化、通用化程度高的岸电电源测试系统。

为解决以上技术问题，本发明在第一方面提供一种岸电电源测试系统，包括：高压开关柜、高压变频柜、隔离变频器、中压开关柜、模拟负载箱、控制终端、光电模块、主控模块和无功功率发生器，所述高压开关柜、高压变频柜、隔离变频器、中压开关柜、模拟负载箱依次电性连接；所述高压开关柜与所述高压变频柜的公共连接端与所述无功功率发生器电性连接，所述无功功率发生器、主控模块、光电模块、控制终端依次电性连接；所述控制终端还与所述模拟负载箱电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述高压开关柜的电压为8kv-20kv。

在一种可能的实现方式中，所述中压开关柜为5kv-8kv。

在一种可能的实现方式中，所述中压开关柜包括连续可调节的电感和以离散步幅可调节的电容。

在一种可能的实现方式中，所述模拟负载箱包括：断路器和能量回收装置，所述断路器通过所述能量回收装置与外部电网电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述控制终端包括：数字信号转换模块、图像处理模块和对比分析模块，所述数字信号转换模块用于将接收到的模拟信号转换成数字信号；所述图像处理模块用于对所述数字信号进行图像处理；所述对比分析模块用于将所述数字信号与预设的数据进行比较，并分析二者的差距是否在预设的区间内。

在一种可能的实现方式中，所述主控模块包括数据分析存储模块和数据传输模块，所述数据分析存储模块通过所述数据传输模块与外部管理系统电性连接；所述数据分析存储模块用于按目录、子目录对所述光电模块传输的测试数据及设备参数进行分析并得出分析结论，形成历史报表和变化曲线图；所述数据传输模块用于将所述历史报表和变化曲线图上传到所述外部管理系统。

在一种可能的实现方式中，所述无功功率发生器为静止型无功功率发生器，所述功率单元无功功率发生器采用全控型器件绝缘栅双极型晶体管。

本发明实施例提供的一种岸电电源测试系统，采用模拟负载箱模拟对船舶进行岸电供电时的各种工况，以实现在各种工况下对船舶进行岸电供电的测试和检验，并输出相应的测试结果。本发明实施例的测试系统具有集成化、数字化、通用化程度高等优点，能够满足高压电源模块各种的工况下的调试和检验需求，并且能够提供相关测试数据以及波形图，简单实用、易于推广。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1示出本发明实施例提供的一种岸电电源测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

本发明实施例提供的一种岸电电源测试系统，采用模拟负载箱模拟对船舶进行岸电供电时的各种工况，以实现在各种工况下对船舶进行岸电供电的测试和检验，并输出相应的测试结果。

如图1所示，本发明实施例的测试系统包括：高压开关柜1、高压变频柜2、隔离变频器3、中压开关柜4、模拟负载箱5、控制终端6、光电模块7、主控模块8和无功功率发生器9，所述高压开关柜1、高压变频柜2、隔离变频器3、中压开关柜4、模拟负载箱5依次电性连接；所述高压开关柜1与所述高压变频柜2的公共连接端与所述无功功率发生器9电性连接，所述无功功率发生器9、主控模块8、光电模块7、控制终端6依次电性连接；所述控制终端6还与所述模拟负载箱5电性连接。

高压开关柜1的电压为8-20kV，开关柜(switch cabinet)是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。开关柜(switchgear)的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；或按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜；根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等。主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。

高压变频柜2的电压也为8kv-20kv，变频柜是应用变频器拖动动力装置的控制柜。因其良好的启动性能、调速性能和节能效果而成为当前推广的动力拖动方式。高压变频柜2主要由移相变压器、功率单元和控制单元三大部分组成。采用模块化设计，由于采用功率单元相互串联的办法解决了高压的难题而得名，可直接驱动交流电动机，无需输出变压器，更不需要任何形式的滤波器。

隔离变频器3，变频器(Variable-frequency Drive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

中压开关柜4的电压为5-8kV，能够满足国内各种高压电源模块的调试、检验的需求。所述的中压开关柜4上设置连续可调节的电感和以离散步幅可调节的电容，通过以离散步幅可调节的电容进行测试系统的粗调，当测量到测试系统中的电容不足时，通过重复粗调过程接通个别电容；或者当测量到电容过量时，切断个别电容，直到达到提前确定的、电容过量的阈值；通过所述连续可调节的电感进行测试系统的精调，以离散步幅可调节的电容和连续可调节的电感作为测试对象一起形成谐振点可调谐的串联谐振电路。

模拟负载箱5，模拟负载箱5用于模拟采用岸电电源对船舶进行供电时的负载消耗，如：电压、电流、功率等。模拟负载箱5内设有并网断路器和能量回收装置，断路器和能量回收装置，所述断路器通过所述能量回收装置与外部电网电性连接。在测试结束后，断开并网断路器，并进行快速放电，能够自动并网，将再生能量回馈到外部交流电网，提高了岸电电源的整机品质及整机效率，为船舶提供了一种性能更稳定、更可靠的岸电电源。

控制终端6内设有数字信号转换模块、图像处理模块和对比分析模块，数字信号转换模块、图像处理模块和对比分析模块，所述数字信号转换模块用于将接收到的模拟信号转换成数字信号，所述图像处理模块用于对所述数字信号进行图像处理，所述对比分析模块用于将采集到的数据与预先设定的合理工作范围的数据进行对比，判断二者的差距是否处在合理的区间。以使得本发明实施例的岸电电源测试系统具有集成化、数字化、通用化程度高等优点，并且能够提供相关测试数据以及波形图，简单实用、易于推广。

光电模块7，光电模块的作用是光电转换，也就是将电信号转为光信号，通过光纤传输，再通过光模块将传输过来的光信号转换成电信号。光电模块在隔离领域应用比较多，比如数字电路设计中的数字信号和模拟信号的隔离，另外在传感监测领域也有应用，也就是光电信号的互相转换。

主控模块8内设有数据分析存储模块和数据传输模块，其中数据传输模块通过接口软件有线或无线两种方式，并与国网公司PMIS(项目管理信息系统(project managementinformation system，PMIS)是计算机辅助项目管理的工具，为项目目标的实现提供了强有力的帮助。项目管理信息系统能够收集相关信息来计算挣得值和绘制S曲线，能够进行复杂的时间和资源调度，还能够帮助进行风险分析)管理系统实现数据双向交换，数据存储分析模块可按目录、子目录对测试数据及设备参数进行分析并得出分析结论，自动形成历史报表和直观的曲线图；数据传输模块可以保证数据信息快速传输，按PMIS格式正确上传试验报告、编辑任务工单、工作票、作业文本等。

无功功率发生器9为静止型无功功率发生器，各功率单元采用全控型器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，并采用链式串联结构进行电性连接，采用目前最为先进的无功补偿技术，不再采用大容量的电容和电感器件，将IGBT构成的桥式电路经过变压器或电抗器并联到电网上，通过调节其交流输出电压的幅值和相位从而吸收和发出满足要求的无功电流，实现无功补偿的目的。

本发明实施例提供的一种岸电电源测试系统，采用模拟负载箱模拟对船舶进行岸电供电时的各种工况，以实现在各种工况下对船舶进行岸电供电的测试和检验，并输出相应的测试结果。本发明实施例的测试系统具有集成化、数字化、通用化程度高等优点，能够满足高压电源模块各种的工况下的调试和检验需求，并且能够提供相关测试数据以及波形图，简单实用、易于推广。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

Claims (7)

1.一种岸电电源测试系统，其特征在于，包括：高压开关柜、高压变频柜、隔离变频器、中压开关柜、模拟负载箱、控制终端、光电模块、主控模块和无功功率发生器，

所述高压开关柜、高压变频柜、隔离变频器、中压开关柜、模拟负载箱依次电性连接；

所述高压开关柜与所述高压变频柜的公共连接端与所述无功功率发生器电性连接，所述无功功率发生器、主控模块、光电模块、控制终端依次电性连接；

所述控制终端还与所述模拟负载箱电性连接；

其中，所述中压开关柜包括连续可调节的电感和以离散步幅可调节的电容。

2.根据权利要求1所述的岸电电源测试系统，其特征在于，所述高压开关柜的电压为8kv-20kv。

3.根据权利要求1所述的岸电电源测试系统，其特征在于，所述中压开关柜为5kv-8kv。

4.根据权利要求1所述的岸电电源测试系统，其特征在于，所述模拟负载箱包括：断路器和能量回收装置，所述断路器通过所述能量回收装置与外部电网电性连接。

5.根据权利要求1所述的岸电电源测试系统，其特征在于，所述控制终端包括：数字信号转换模块、图像处理模块和对比分析模块，

所述数字信号转换模块用于将接收到的模拟信号转换成数字信号；

所述图像处理模块用于对所述数字信号进行图像处理；

所述对比分析模块用于将所述数字信号与预设的数据进行比较，并分析二者的差距是否在预设的区间内。

6.根据权利要求1所述的岸电电源测试系统，其特征在于，所述主控模块包括数据分析存储模块和数据传输模块，所述数据分析存储模块通过所述数据传输模块与外部管理系统电性连接；

所述数据分析存储模块用于按目录、子目录对所述光电模块传输的测试数据及设备参数进行分析并得出分析结论，形成历史报表和变化曲线图；

所述数据传输模块用于将所述历史报表和变化曲线图上传到所述外部管理系统。

7.根据权利要求1所述的岸电电源测试系统，其特征在于，所述无功功率发生器为静止型无功功率发生器，所述功率单元无功功率发生器采用全控型器件绝缘栅双极型晶体管。

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