CN108226683A - 电容器放电时间和波形采集的测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电容器放电时间和波形采集的测试装置及测试方法，包括测试电路，该测试电路包括供电电源、电源开关、调压器、伺服电机、整流桥、交流接触器、被测电容器、测量装置以及PLC控制器，其中供电电源、电源开关、调压器、整流桥、交流接触器、被测电容器依次串联形成闭合回路，测量装置包括电压测模块，其中电压测量模块并联在调压器二次侧与被测电容器输入端之间，采集调压器输出端交流电压及被测电容器输入端之间的直流电压，并将采集的电压信号传输至PLC控制器，在所述PLC控制器内置有中间继电器，该中间继电器与交流接触器串接，PLC控制器通过伺服电机驱动调压器。
Description
技术领域
本发明属于电子检测技术领域，尤其是一种电容器放电时间和波形采集的测试装置及其测试方法。
背景技术
电容器具有无噪音、消耗能量小、安装方便等优点，被广泛应用在10kV配电线路、变电站10kV母线及配电所400V母线中。它安装在电力系统中，可以补偿无功功率，提高功率因数，从而提高设备出力，降低功率损耗和电能损失，并改善电压质量。由于电容器自身能够储存电荷，当电容器断电后仍会有部分残余电荷，且残余的电荷电量依据电压和电容器的容量，最高可达CU2，因此如果不对电容器放电，可能会引发触电事故，甚至危及人身安全。GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》6.9.8中要求电容器从额定电压峰值放电至50V的时间不大于3min。
经检索，尚未发现与本专利申请内容接近的专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种依据GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》的测试要求设计合理、易于调控的电容器放电时间和波形采集的测试装置及其测试方法。本发明实现了采集的智能化和全自动化，即输入电容器参数后系统能自动输出电容器放电电压波形及时间。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：
一种电容器放电时间和波形采集的测试装置，包括测试电路，该测试电路包括供电电源、电源开关、调压器、伺服电机、整流桥、交流接触器、被测电容器、测量装置以及PLC控制器，其中供电电源、电源开关、调压器、整流桥、交流接触器、被测电容器依次串联形成闭合回路，测量装置包括电压测模块，其中电压测量模块并联在调压器二次侧与被测电容器输入端之间，采集调压器输出端交流电压及被测电容器输入端之间的直流电压，并将采集的电压信号传输至PLC控制器，在所述PLC控制器内置有中间继电器，该中间继电器与交流接触器串接，PLC控制器通过伺服电机驱动调压器。
而且，所述测量装置还包括温度测量模块，温度测量模块与整流桥联接，采集整流桥温度，并将采集的温度信号传输至PLC控制器。
上述测试装置的测试方法步骤是：
⑴将被测电容器额定电压或额定容量输入至PLC控制器内的存储器，PLC控制器处理器测算出被测电容器对应的直流电压值作为阈值，接通供电电源，打开电源开关，测量装置中的电压测量模块采集的实时电压值输入到PLC控制器，PLC控制器处理器测算出被测电容器对应的直流电压值作为测量值；
⑵通过PLC控制器触发两路指令信号，一路信号经中间继电器至接触器触点，使交流接触器吸合；另一路信号至伺服电机驱动器，伺服电机转动带动调压器转动调压，直至测量的直流电压值达到PLC控制器的阈值并保持稳定；
⑶通过PLC控制器触发另外两路指令信号，一路信号经中间继电器至接触器触点，使交流接触器与主短路断开；另一路触发时间脉冲信号，此时记为放电开始时间；
⑷当被测电容器放电至50V电压值时，PLC控制器停止计时，此时记为放电结束时间，两次时间的差值即为被测电容器的放电时间，被测电容器的放电波形及其时间均可由PLC控制器中导出，由此实现了对电容器放电时间和波形的采集，便于观察和记录；
⑸通过PLC控制器触发指令信号至伺服电机驱动器，伺服电机转动带动调压器转动调压，直至测量的交流电压值归零，此时闭合开关电源，即结束本次试验。
而且，所述PLC控制器中通过在PLC控制器中处理器输出端联接不同颜色的指示灯来对不同的情况进行报警和信号显示。
本发明的有益效果是：
本发明产品成本低，试验操作简单，容易实现，设备安全稳定，完全满足GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》6.9.8的放电试验的测试要求，可以对试验放电波形及放电时间进行有效的记录，能够得到满足标准要求的试验波形，按照标准要求的试验方式，可满足不同规格参数电容器的各种放电试验，得到的波形图直观准确，便于识别。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种电容器放电时间和波形采集的测试装置，包括测试电路，该测试电路包括供电电源、电源开关、调压器、伺服电机、整流桥、交流接触器、被测电容器、测量装置以及PLC控制器，其中供电电源、电源开关、调压器、整流桥、交流接触器、被测电容器依次串联形成闭合回路，测量装置包括电压测模块和温度测量模块，其中电压测量模块并联在调压器二次侧与被测电容器输入端之间，采集调压器输出端交流电压及被测电容器输入端之间的直流电压，并将采集的电压信号传输至PLC控制器，温度测量模块与整流桥联接，采集整流桥温度，并将采集的温度信号传输至PLC控制器，在PLC控制器内置有中间继电器，该中间继电器与交流接触器串接，PLC控制器通过伺服电机驱动调压器。
图中，实心箭头表示电流走向，空心箭头表示传输信号的走向。
上述测试装置的测试方法步骤是：
⑴将被测电容器额定电压或额定容量输入至PLC控制器内的存储器，PLC控制器处理器测算出被测电容器对应的直流电压值作为阈值，接通供电电源，打开电源开关，测量装置中的电压测量模块采集的实时电压值输入到PLC控制器，PLC控制器处理器测算出被测电容器对应的直流电压值作为测量值，在PLC控制器的人机交互系统内置有测试装置的启动系统和试验系统，由于启动系统和试验系统所涉及的程序可通过现有技术的编程实现，且程序本身并不是专利保护客体，所以在此不予赘述，针对启动系统和试验系统，PLC控制器设置相应的按钮；
⑵点击PLC控制器启动系统按钮，此时系统触发两路指令信号，一路信号经中间继电器至接触器触点，使交流接触器吸合；另一路信号至伺服电机驱动器，伺服电机转动带动调压器转动调压，直至测量的直流电压值达到PLC控制器的阈值并保持稳定；
⑶点击PLC控制器试验系统按钮，此时系统触发两路指令信号，一路信号经中间继电器至接触器触点，使交流接触器与主短路断开；另一路触发时间脉冲信号，此时记为放电开始时间；
⑷当被测电容器放电至GB/T 15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》要求的放电电压值(50V)时，PLC控制器停止计时，此时记为放电结束时间，两次时间的差值即为被测电容器的放电时间，被测电容器的放电波形及其时间均可由PLC控制器中导出，由此实现了对电容器放电时间和波形的采集，便于观察和记录；
⑸再次点击PLC控制器试验系统按钮，此时系统触发信号至伺服电机驱动器，伺服电机转动带动调压器转动调压，直至测量的交流电压值归零，此时闭合开关电源，即结束本次试验。
在PLC控制器中可以通过在PLC控制器中处理器输出端联接不同颜色的指示灯来对不同的情况进行报警和信号显示，例如：
在测试过程中，调节调压器使被测电容器升压时，整流桥处装有温度测量装置，当测量温度高于PLC控制器设定温度时会PLC控制器红色灯亮并报警。
当被测电容器直流电压值低于PLC控制器所设定电压值时，PLC控制器绿色灯亮，表示电容器在安全电压以下。
当被测电容器直流电压值达到PLC控制器所测算电压值时，PLC控制器白色灯亮，表示电容器已达到额定电压峰值，可以进行试验。
本发明PLC控制器由电压变送器、温度热电阻、伺服电机驱动器，中间继电器PLC控制器及触摸屏等组成，其中PLC控制器与触摸屏采用Ethernet通讯协议，RS485接口。
主要元器件型号：
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (4)
1.一种电容器放电时间和波形采集的测试装置，包括测试电路，该测试电路包括供电电源、电源开关、调压器、伺服电机、整流桥、交流接触器、被测电容器、测量装置以及PLC控制器，其中供电电源、电源开关、调压器、整流桥、交流接触器、被测电容器依次串联形成闭合回路，测量装置包括电压测模块，其中电压测量模块并联在调压器二次侧与被测电容器输入端之间，采集调压器输出端交流电压及被测电容器输入端之间的直流电压，并将采集的电压信号传输至PLC控制器，在所述PLC控制器内置有中间继电器，该中间继电器与交流接触器串接，PLC控制器通过伺服电机驱动调压器。
2.根据权利要求1所述的电容器放电时间和波形采集的测试装置，其特征在于：所述测量装置还包括温度测量模块，温度测量模块与整流桥联接，采集整流桥温度，并将采集的温度信号传输至PLC控制器。
3.一种如权利要求1所述的电容器放电时间和波形采集的测试装置的测试方法，其特征在于：其步骤是：
⑴将被测电容器额定电压或额定容量输入至PLC控制器内的存储器，PLC控制器处理器测算出被测电容器对应的直流电压值作为阈值，接通供电电源，打开电源开关，测量装置中的电压测量模块采集的实时电压值输入到PLC控制器，PLC控制器处理器测算出被测电容器对应的直流电压值作为测量值；
⑵通过PLC控制器触发两路指令信号，一路信号经中间继电器至接触器触点，使交流接触器吸合；另一路信号至伺服电机驱动器，伺服电机转动带动调压器转动调压，直至测量的直流电压值达到PLC控制器的阈值并保持稳定；
⑶通过PLC控制器触发另外两路指令信号，一路信号经中间继电器至接触器触点，使交流接触器与主短路断开；另一路触发时间脉冲信号，此时记为放电开始时间；
⑷当被测电容器放电至50V电压值时，PLC控制器停止计时，此时记为放电结束时间，两次时间的差值即为被测电容器的放电时间，被测电容器的放电波形及其时间均可由PLC控制器中导出，实现了对电容器放电时间和波形的采集；
⑸通过PLC控制器触发指令信号至伺服电机驱动器，伺服电机转动带动调压器转动调压，直至测量的交流电压值归零，此时闭合开关电源，即结束本次试验。
4.根据权利要求1所述的电容器放电时间和波形采集的测试装置的测试方法，其特征在于：所述PLC控制器中通过在PLC控制器中处理器输出端联接不同颜色的指示灯来对不同的情况进行报警和信号显示。
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