CN108427071B - 一种换相开关智能检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换相开关智能检测装置及其方法，其特征在于：包括主干线模拟单元、换相开关接入单元、末端负载模拟单元、待测换相开关和智能测控单元；所述主干线模拟单元通过换相开关接入单元与末端负载模拟单元连接；所述换相开关接入单元与待测换相开关相连接；所述智能测控单元通过RS485总线与主干线模拟单元、末端负载模拟单元和待测换相开关分别连接。具有智能化、积木式结构；检测功能全面、工作效率高的特点，同时能满足换相开关的制造厂家和检测机构对换相开关的功能性能检测要求，加快生产和测试机构检测的自动化程度和效率。

Description

一种换相开关智能检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种换相开关智能检测装置及方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，负荷性质日趋多样化、负荷波动显著加剧，使得低压台区配电变压器三相不平衡问题愈发突出。三相负荷不平衡问题对配电网所在地区的供电安全、供电质量和经济运行产生日益显著的不良影响。

换相开关型三相负荷自动调节装置（简称换相开关）可用于治理电网三相不平衡问题，换相开关是由一个智能换相终端(又称换相主控开关，负责负荷监测与自动换相控制)和若干个换相开关单元(负责负荷换相的执行单元)组成。一个配电台区配置换相开关至少在配电变压器输出线安装一台换相主控开关，在各个线路末端至少安装6台以上换相开关单元才能为三相不平衡治理起到一定作用，由于换相开关装置不是单只进行使用，在进行检测时需要一定配网环境才能进行整套换相开关的功能检测。而一般的生产工厂是不具有搭建整个配电台区配网环境的技术条件，只有将设备安装到现场才能了解到装置所存在的技术不足。如此一来，换相开关没有经过检测，若将不合格或功能不完善的产品安装到台区，对配电台区的供电安全和用户的用电安全带来极大的危害。

故此，如何提供一种能满足换相开关各种功能指标的智能检测装置，是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种换相开关智能检测装置及方法，用于满足换相开关各种功能指标的智能检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种换相开关智能检测装置，其特征在于：包括主干线模拟单元、换相开关接入单元、末端负载模拟单元、待测换相开关和智能测控单元；所述主干线模拟单元通过换相开关接入单元与末端负载模拟单元连接；所述换相开关接入单元与待测换相开关相连接；所述智能测控单元通过RS485总线与主干线模拟单元、末端负载模拟单元和待测换相开关分别连接。

进一步的，所述主干线模拟单元包括总开关和检测母线组成。

进一步的，所述检测母线采用铜排构成。

进一步的，换相开关接入单元采用纯铜香蕉插头座。

进一步的，所述末端负载模拟单元由若干末端负载模块组成。

进一步的，所述末端负载模块包括输入开关、电流互感器、电压互感器、末端负载模块控制器、第一过零投切开关、第二过零投切开关、第三过零投切开关、阻抗器、感抗器和容抗器。

进一步的，所述的待测换相开关由1只换相主控开关与多只换相开关单元组成。

进一步的，所述智能测控单元由主控制器和前置计算机组成。

进一步的，所述的一种换相开关智能检测装置的方法，其特征在于：

步骤S1:将待测换相开关与换相接入单元连接，合上总开关给装置供电；

步骤S2:智能测控单元根据待测换相开关的类型选择对应的检测方案；

步骤S3:智能测控单元通过RS485总线将控制参数传送至不同的末端负载模块控制器；

步骤S4:末端负载模块控制器根据智能测控单元传送的控制参数，输出命令控制第一过零投切开关、第二过零投切开关和第三过零投切开关，模拟不同性质的负载；

步骤S5:智能测控单元通过RS485总线采集主线控制单元、换相开关单元和末端负载模块控制器的测量数据；

步骤S6:智能测控单元根据采集的测量数据选择需要的参数自动生成报表并得到检测结果。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明具有智能化、积木式结构；检测功能全面、工作效率高的特点，同时能满足换相开关的制造厂家和检测机构对换相开关的功能性能检测要求，加快生产和测试机构检测的自动化程度和效率。

附图说明

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的原理图；

图3是本发明末端负载模块原理图；

图4是本发明一实施例中装置结构前视图；

图5是本发明一实施例中装置结构后视图；

图中：1-主干线模拟单元、2-换相开关接入单元、3-末端负载模拟单元、301-末端负载模块、4-待测换相开关、401-换相主控开关、402-换相开关单元、5-智能测控单元、6-柜体、7-交流风扇、8-温度探头。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本发明提供一种换相开关智能检测装置，其特征在于：包括主干线模拟单元1、换相开关接入单元2、末端负载模拟单元3、待测换相开关4和智能测控单元5；所述主干线模拟单元1通过换相开关接入单元2与末端负载模拟单元3连接；所述换相开关接入单元2与待测换相开关4相连接；所述智能测控单元5通过RS485总线与主干线模拟单元1、末端负载模拟单元2和待测换相开关4分别连接。

在本发明一实施例中，进一步的，所述主干线模拟单元1包括总开关QF1和检测母线组成。

在本发明一实施例中，进一步的，所述检测母线采用40*4mm的铜排构成，用于模拟配电变压器低压输出端的配电三相四线主干线路，检测母线上接有CT1、CT2电流互感器分别用于智能测控单元、换相主控开关的电流采样，检测母线上接有PT1、PT2电压互感器分别用于智能测控单元、换相主控开关的电压采样。

在本发明一实施例中，进一步的，换相开关接入单元2采用M12*80mm纯铜香蕉插头座，其额定电流为200A，完全满足市面上额定电流为50A、100A、150A三种不同类型的换相开关检测。采用可拔插的香蕉插头座方便检测接线，提高工作。

参考图3，在本发明一实施例中，进一步的，如图3所示，所述的末端负载模拟单元3由12台末端负载模块301构成，每台末端负载模块301由K1输入开关、LCT1电流互感器、LPT1电压互感器、末端负载模块控制器、KL1、KL2、KL3为三只过零投切开关、R1为一组不同功率可拆换的阻抗器、L1为一组不同功率可拆换的感抗器、C1为一组不同功率可拆换的容抗器及其控制电缆与通讯线组成，末端负载模拟单元用于模拟阻性、容性、感性、阻感容混合性等不同类型的三相不平衡负载，用于检测换相开关在不同负载情况下的三相不平衡能力。末端负载模块通过LCT1电流互感器、LPT1电压互感器采到的电流、电压信号送到智能测控单元进行数据分析可检测换相开关在换相时断电时间、电流涌流的值。

所述的每台末端负载模块301采用模块化设计，可根据不同容量的换相开关，设定负载输出电流的最大值，满足50A、100A、150A三种不同容量的换相开关过流检测。

在本发明一实施例中，进一步的，所述智能测控单元5由用于控制硬件系统的主控制器（TMS320F28335PGFA）和用于检测人员操作的前置计算机组成。主控制器主要用于对换相开关、末端负载模拟的数据采集上传、功能模式选择。智能测控单元主要用于将主控制回传的数据进行分析处理生成检测方案及检测报告管理等。前置计算机的显示器使用触摸屏实现，操作简单、便捷、直观；可应用于设备的出厂实验、连续运行实验和环境实验等，满足厂家和用户需要。所述智能测控单元5通过485总线分别与每台末端负载模块、换相主控开关、每只换相开关单元进行数据上传与控制功能。

在本发明一实施例中，进一步的，所述的一种换相开关智能检测装置的方法，其特征在于：

步骤S1:将待测换相开关与换相接入单元连接，合上总开关给装置供电；

步骤S2:智能测控单元根据待测换相开关的类型选择对应的检测方案；

步骤S3:智能测控单元通过RS485总线将控制参数传送至不同的末端负载模块控制器；

步骤S4:末端负载模块控制器根据智能测控单元传送的控制参数，输出命令控制第一过零投切开关、第二过零投切开关和第三过零投切开关，模拟不同性质的负载；

步骤S5:智能测控单元通过RS485总线采集主线控制单元、换相开关单元和末端负载模块控制器的测量数据；

步骤S6:智能测控单元根据采集的测量数据选择需要的参数自动生成报表并得到检测结果。

为了让一般技术人员更好的理解本发明的技术方案，以下结合附图对本发明进行详细介绍。

如图4、5所示，一种换相开关智能检测装置及方法，该装置采用立式组合结构，分为室内、室外两种类型柜体6。主干线模拟单元1、换相开关接入单元2、末端负载模拟单元3、待测换相开关4、智能测控单元5安装在其柜体6内，柜体6顶部设置温度传感器8和散热风扇7，温度传感器8、散热风扇7与智能测控单元5控制连接，当整个机柜6内温度高于预设的值时，散热风扇7自动开始工作给装置散热。

工作时，首先将待测换相开关4插入换相开关接入单元2中，合上QF1总开关给换相开关智能检测装置上电，通过智能测控单元5根据需要检测的换相开关的检测项选择相对应的检测方案，智能测控单元5通过485通讯线下发控制参数到不同的末端负载模块控制器里，每个末端负载模块控制器输出控制命令分别控制KL1~KL3过零投切开关吸合，模拟不同性质的负载，多个末端负载模块301共同完成模拟不同三相不平衡工况，智能测控单元5通过RS485采集主线控制单元、换相开关、负载模块单元的测量数据，测试方案实现对换相开关的三相不平衡能力、换相涌流、换相断电时间、电压电流精度、换相开关的过流功能检测等，根据需要选择参数自动生成报表，打印检测结果。

在本发明一实施例中，本发明检测方案包括：

方案一：待测换相开关的三相不平衡能力检测的方法为：智能测控单元5通过485通讯线下发三相不平衡电流参数到12台末端负载模块的控制器里，末端负载模块控制器输出控制命令分别控制KL1~KL3过零投切开关吸合，模拟12条支路不同电流的负载，12只换相开关单元402采集末端负载模块301的负载电流信息，通过无线通讯方式上传至换相主控开关。换相主控开关通过电流互感器CT2与电压互感器PT2实时监测检测母线的三相电压与三相电流，当监测到检测母线三相不平衡度超过预设值时，换相主控开关发出最优换相控制指令，各换相开关单元按照规定换相流程执行换相操作，将单相负荷从负载高的相线转移到负载低的相线，最终使三相不平衡度达到预设的要求。智能测控单元通过电流互感器CT1与电压互感器PT1实时监测检测母线的三相电压与三相电流信息，通过智能测控单元对检测母线三相电压、三相电流数据以及末端负载模块回传的支路电流数据进行分析处理，完成换相开关三相不平衡能力的检测。

方案二：待测换相开关的电压与电流精度检测的方法为：如上所述在进行三相不平衡能力的检测中，每台末端负载模块控制器通过LCT1电流互感器检测该台末端负载模块的负载电流有效值，通过LPT1电压互感器采集该台末端负载模块的负载电压有效值，末端负载模块控制器通过485通讯线上传到智能测控单元；每台换相开关单元通过485通讯线上传换相开关单元的电压、电流有效值到智能测控单元，智能测控单元进行对比分析，完成对每台换相开关单元的电压与电流精度检测。同理，换相主控开关通过电流互感器CT2与电压互感器PT2采集母线的三相电压与三相电流与智能测控单元通过电流互感器CT1与电压互感器PT1采集母线的三相电压与三相电流进行对比分析，完成对换相主控开关的电压与电流精度检测。

方案三：待测换相开关的换相电流涌流与换相断电时间检测的方法为：智能测控单元5通过485通讯线下发参数到末端负载模块控制器，末端负载模块控制器控制KL1过零投切开关吸合，使R1阻抗器接入负载中，智能测控单元5通过485对换相开关单元下发换相指令，末端负载模块控制器通过LCT1电流互感器检测该台末端负载模块的负载电流波形值，通过LPT1电压互感器采集该台末端负载模块的负载电压波形值，末端负载模块控制器通过485通讯线上传到智能测控单元，智能测控单元进行分析处理，同理完成对每台换相开关电流涌流与换相断电时间的检测。

方案四：待测换相开关的过流检测的方法为：智能测控单元5根据所测换相开关的额定电流值下发参数到末端负载模块控制器，末端负载模块控制器控制KL1~KL3过零投切开关吸合，使LCT1电流互感器过过的电流大于换相开关额定电流的1.2倍，使换相开关带负载连续工作4小时以上，通过放置在换相开关上的温度控头所测得的温度应低于国标所规定的值以及在过电流负载情况下通过智能测控单元对换相开关单元进行换相操作，换相开关单元应不出现故障，则换相开关的过流检测合格。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种换相开关智能检测装置，其特征在于：包括主干线模拟单元、换相开关接入单元、末端负载模拟单元、待测换相开关和智能测控单元；所述主干线模拟单元通过换相开关接入单元与末端负载模拟单元连接；所述换相开关接入单元与待测换相开关相连接；所述智能测控单元通过RS485总线与主干线模拟单元、末端负载模拟单元和待测换相开关分别连接；

所述主干线模拟单元包括总开关和检测母线组成；

所述末端负载模拟单元由若干末端负载模块组成；

所述末端负载模块包括输入开关、电流互感器、电压互感器、末端负载模块控制器、第一过零投切开关、第二过零投切开关、第三过零投切开关、阻抗器、感抗器和容抗器；

所述的待测换相开关由1只换相主控开关与多只换相开关单元组成。

2.根据权利要求1所述的一种换相开关智能检测装置，其特征在于：所述检测母线采用铜排构成。

3.根据权利要求1所述的一种换相开关智能检测装置，其特征在于：换相开关接入单元采用纯铜香蕉插头座。

4.根据权利要求1所述的一种换相开关智能检测装置，其特征在于：所述智能测控单元由主控制器和前置计算机组成。

5.根据权利要求1所述的一种换相开关智能检测装置的方法，其特征在于：

步骤S1:将待测换相开关与换相接入单元连接，合上总开关给装置供电；

步骤S2:智能测控单元根据待测换相开关的类型选择对应的检测方案；

步骤S3:智能测控单元通过RS485总线将控制参数传送至不同的末端负载模块控制器；

步骤S4:末端负载模块控制器根据智能测控单元传送的控制参数，输出命令控制第一过零投切开关、第二过零投切开关和第三过零投切开关，模拟不同性质的负载；

步骤S5:智能测控单元通过RS485总线采集主线控制单元、换相开关单元和末端负载模块控制器的测量数据；

步骤S6:智能测控单元根据采集的测量数据选择需要的参数自动生成报表并得到检测结果。