CN108344944A - 60Hz测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种60Hz短路测试系统，包括：用于提供短路电流的冲击发电机，且其输出端依次连接升压变压器、阻抗器，该阻抗器的输出端用于连接试验样品；拖动电机，与所述冲击发电机传动连接；还包括变频器，该变频器与所述拖动电机电性连接以调节拖动电机的频率；测速系统，设置在冲击发电机上以用于检测冲击发电机的实际转速值；转速控制系统，该转速控制系统将实际转速值与预设60Hz条件下的目标值进行比较得出调节频率；该转速控制系统的输出端与变频器连接以输出调节频率给变频器。本发明的60Hz短路测试系统改进国内已有的中高压电器产品短路测试系统，解决了国内60Hz短路测试的自动控制难题。

Description

60Hz测试系统

技术领域

本发明涉及电气装备测试系统，尤其是一种应用冲击发电机做60Hz短路实验的60Hz短路测试系统以及针对电器产品60Hz温升试验、动作特性试验等相关试验项目的60Hz智能综合特性试验系统。

背景技术

中高压开关、大型变压器等产品的研制开发，都必须通过短路试验的测试，因短路电流很大，为避免对电网造成过大的冲击，就需要大容量冲击发电机来提供这种突然短路的短路电流。这种冲击发电机专门用于突然短路工况下运行，不要求持续输出电功率，而是周期性地对称和不对称短路运行。目前国内有能力制造此种特殊发电机的只有哈尔滨电机厂有限责任公司。

目前国内这套基于大容量冲击发电机的短路测试系统主要用于中、高压电器设备50Hz下的短路测试。为满足中高压电器产品60Hz短路测试，需要冲击发电机提供60Hz短路电流。

此外，针对电器产品60Hz温升试验、动作特性试验等相关试验项目，还没有专门的试验系统，亟待研发出新的60Hz智能综合特性试验系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种应用冲击发电机做60Hz短路实验的60Hz短路测试系统以及针对电器产品60Hz温升试验、动作特性试验等相关试验项目的60Hz智能综合特性试验系统。

本发明采用的技术方案是：

一种60Hz短路测试系统，包括：

用于提供短路电流的冲击发电机，且其输出端依次连接升压变压器、阻抗器，该阻抗器的输出端用于连接试验样品；

拖动电机，与所述冲击发电机传动连接以提供动力输出；

其特征在于：还包括

变频器，该变频器与所述拖动电机电性连接以调节拖动电机的频率；

测速系统，设置在冲击发电机上以用于检测冲击发电机的实际转速值；

转速控制系统，该转速控制系统的输入端与测速系统连接以获取冲击发电机的实际转速值，并与预设60Hz条件下的目标值进行比较得出调节频率；该转速控制系统的输出端与变频器连接以输出调节频率给变频器。

所述的60Hz短路测试系统还包括选相控制系统和选相开关；

该选相开关串接在升压变压器与阻抗器之间以用于控制合闸角度，选相控制系统与选相开关连接并提供增加60Hz下的选相程序。

所述的60Hz短路测试系统还包括保护开关，该保护开关串接在所述冲击发电机与升压变压器之间。

一种60Hz智能综合特性试验系统，包括

发电机，该发电机的输出侧依次连接调压器、升流器，该升流器的输出端用于连接试验样品；

电动机，该电动机与发电机传动连接以提供动力输出；

频率传感器，设置在发电机的输出端以检测发电机的输出频率，并将该输出频率反馈至变频器；

变频器，该与电动机电性连接，用于根据发电机的输出频率调节电动机的频率，进而间接调节发电机输出稳定的60Hz频率。

所述的60Hz智能综合特性试验系统还包括

电流传感器，用于实时采集试验样品的电流值；

稳流控制系统，用于获取电流传感器采集的电流值与给定电流值做运算，得到所需调节的电压增量值；并与调压器连接以调节调压器输出设定的电流。

所述的60Hz智能综合特性试验系统还包括

第一开关K1，该第一开关K1串接在三相电源380V/50Hz与变频器之间；

第二开关K2、第一断路开关CB1，该第二开关K2、第一断路开关CB1串接在第一开关K1与调压器之间；

第三开关K3、第二断路开关CB2，该第三开关K3、第二断路开关CB2串接在发电机与调压器之间。

本发明的有益效果：

1.本发明的60Hz短路测试系统改进国内已有的中高压电器产品短路测试系统，增加60Hz短路测试功能，系统完善，解决了国内60Hz短路测试的自动控制难题。

2.本发明的60Hz智能综合特性试验系统开发变频发电系统提供稳定的60Hz电源，并与智能综合特性试验系统融合，成为功能完善、智能化程度高的60Hz检测系统，解决了60Hz测试系统的自动控制难题，系统能自动进行中高压电器产品的温升试验、动作特性试验等相关试验程序，试验效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本发明60Hz短路测试系统的原理示意图；

图2是本发明60Hz智能综合特性试验系统的原理示意图。

具体实施方式

本发明所基于的发明构思为：发电机输出的交流电频率是由发电机的磁极对数m和转速n决定的：F＝mn/60，通过改变发电机的转速，从3000r/min提高到3600r/min，这样输出的频率就为60Hz，这样冲击发电机既能进行50Hz短路测试，也能在需要进行60Hz短路试验时满足要求。

如图1所示，为本发明的一种60Hz短路测试系统，包括：

用于提供短路电流的冲击发电机，且其输出端依次连接升压变压器、阻抗器，该阻抗器的输出端用于连接试验样品；

拖动电机，与所述冲击发电机传动连接以提供动力输出；

变频器，该变频器与所述拖动电机电性连接以调节拖动电机的频率；

测速系统，设置在冲击发电机上以用于检测冲击发电机的实际转速值；

转速控制系统，该转速控制系统的输入端与测速系统连接以获取冲击发电机的实际转速值，并与预设60Hz条件下的目标值进行比较得出调节频率；该转速控制系统的输出端与变频器连接以输出调节频率给变频器。

如上所述，本发明开发的转速控制系统，通过测速系统测得的转速值与目标值比较，控制拖动电机拖动冲击发电机的转子，稳定提高冲击发电机的转速，最终输出60Hz频率短路电流。

在中高压电器产品检测中，很多标准的试验要求都涉及到试验电源合闸相位的控制问题，即需要零度合闸。本项目为60Hz短路测试系统，频率发生变化，故需要对高压选相控制系统进行改进，即：所述的60Hz短路测试系统还包括选相控制系统和选相开关；

该选相开关串接在升压变压器与阻抗器之间以用于控制合闸角度，选相控制系统与选相开关连接并提供增加60Hz下的选相程序。

此外，本发明的60Hz短路测试系统还包括保护开关，该保护开关串接在所述冲击发电机与升压变压器之间，进行开关保护。

本发明还包括与上述技术方案同一发明构思(通过改变发电机的转速来输出60Hz的电流)的技术方案，如图2所示，一种60Hz智能综合特性试验系统，包括

发电机，该发电机的输出侧依次连接调压器、升流器，该升流器的输出端用于连接试验样品；

电动机，该电动机与发电机传动连接以提供动力输出；

频率传感器，设置在发电机的输出端以检测发电机的输出频率，并将该输出频率反馈至变频器；

变频器，该与电动机电性连接，用于根据发电机的输出频率调节电动机的频率，进而间接调节发电机输出稳定的60Hz频率。

本方案的原理为采用变频器驱动电动机后，拖动发电机，组成变频发电系统，通过调节变频器的输出频率来调节发电机的发电频率，输出稳定的60Hz电源。

作为本技术方案的进一步改进，所述的60Hz智能综合特性试验系统还包括

电流传感器，用于实时采集试验样品的电流值；

稳流控制系统，用于获取电流传感器采集的电流值与给定电流值做运算，得到所需调节的电压增量值；并与调压器连接以调节调压器输出设定的电流。

作为本技术方案的另一改进，所述的60Hz智能综合特性试验系统还包括

第一开关K1，该第一开关K1串接在三相电源380V/50Hz与变频器之间；

第二开关K2、第一断路开关CB1，该第二开关K2、第一断路开关CB1串接在第一开关K1与调压器之间；

第三开关K3、第二断路开关CB2，该第三开关K3、第二断路开关CB2串接在发电机与调压器之间。

其动作关系为：需要50Hz试验时，K1合，CB1、K2合，其他分；需要60Hz试验时K1合，CB2、K3合，其他分。

本发明通过开发变频发电系统提供稳定的60Hz电源，并与智能综合特性试验系统融合，成为功能完善、智能化程度高的60Hz检测系统，解决了60Hz测试系统的自动控制难题，系统能自动进行中高压电器产品的温升试验、动作特性试验等相关试验程序，试验效率高。技术难点在于变频发电系统的自动控制，与测试系统能智能运行相关试验程序，使整个系统的控制自动化与智能化。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种60Hz短路测试系统，包括：

用于提供短路电流的冲击发电机，且其输出端依次连接升压变压器、阻抗器，该阻抗器的输出端用于连接试验样品；

拖动电机，与所述冲击发电机传动连接以提供动力输出；

其特征在于：还包括

变频器，该变频器与所述拖动电机电性连接以调节拖动电机的频率；

测速系统，设置在冲击发电机上以用于检测冲击发电机的实际转速值；

转速控制系统，该转速控制系统的输入端与测速系统连接以获取冲击发电机的实际转速值，并与预设60Hz条件下的目标值进行比较得出调节频率；该转速控制系统的输出端与变频器连接以输出调节频率给变频器。

2.根据权利要求1所述的60Hz短路测试系统，其特征在于:还包括选相控制系统和选相开关；

该选相开关串接在升压变压器与阻抗器之间以用于控制合闸角度，选相控制系统与选相开关连接并提供增加60Hz下的选相程序。

3.根据权利要求1所述的60Hz短路测试系统，其特征在于:还包括保护开关，该保护开关串接在所述冲击发电机与升压变压器之间。

4.一种60Hz智能综合特性试验系统，其特征在于：包括

发电机，该发电机的输出侧依次连接调压器、升流器，该升流器的输出端用于连接试验样品；

电动机，该电动机与发电机传动连接以提供动力输出；

频率传感器，设置在发电机的输出端以检测发电机的输出频率，并将该输出频率反馈至变频器；

变频器，该与电动机电性连接，用于根据发电机的输出频率调节电动机的频率，进而间接调节发电机输出稳定的60Hz频率。

5.根据权利要求4所述的60Hz智能综合特性试验系统，其特征在于：还包括

电流传感器，用于实时采集试验样品的电流值；

稳流控制系统，用于获取电流传感器采集的电流值与给定电流值做运算，得到所需调节的电压增量值；并与调压器连接以调节调压器输出设定的电流。

6.根据权利要求4或5所述的60Hz智能综合特性试验系统，其特征在于：还包括

第一开关K1，该第一开关K1串接在三相电源380V/50Hz与变频器之间；

第二开关K2、第一断路开关CB1，该第二开关K2、第一断路开关CB1串接在第一开关K1与调压器之间；

第三开关K3、第二断路开关CB2，该第三开关K3、第二断路开关CB2串接在发电机与调压器之间。