CN108802615A - 水电机组调速器静态性能测试系统及其测试方法 - Google Patents

水电机组调速器静态性能测试系统及其测试方法 Download PDF

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苏立
文贤馗
毛成
沈春和
刘卓娅
李林峰
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines

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Abstract

本发明公开水电机组调速器静态性能测试系统及其测试方法，测试系统包括数据采集卡，所述数据采集卡的AI0模拟量输入端口与水电机组的主接传感器端口连接，所述数据采集卡的A/D转化模块与PC机USB通信连接，所述PC机与所述数据采集卡的晶振模块USB通信连接，所述数据采集卡的Ctr0端口与放大电路模块端口连接，所述放大电路模块与水电机组组的调速器端口连接，该装置使用了100MHz晶振频率，使得装置具有较高的频率分辨率，可以更加精确的输出在不同试验下的模拟机组频率，可以使得模拟量AI0端口的采集频率达到500kS/s的，由此可以更加准确的测量机组接力器不动作时间，能够自动准确的完成水轮机调速器的静态性能的各种试验。

Description

水电机组调速器静态性能测试系统及其测试方法
技术领域
本发明涉及水电机组调速器静态性能测试领域，尤其涉及水电机组调速器静态性能测试系统及其测试方法。
背景技术
水轮发电机组中调速器的性能的优劣直接影响其控制精度及机组整体的安全性能，因此对调速器的性能测试则非常重要。
对调速器测试试验包括静特性试验、固有死区测试试验、接力器不动作时间测试试验、开关机动作时间测试等试验。其中静特性和死区测试等试验中，人工外置设备发频既费时又费力，又无法满足设备同步，而国标要求调速器测频死区在0.01Hz以内，而一般测试装置的测试精度要达到被测对象精度10倍以上，所以要求测量装置的频率信号发生器的死区应小于0.001Hz，即其晶振频率最少要求为2.5MHz。
但是目前市场水电机组调试器测试装置大部分以单片机为核心处理器进行开发，其很多时钟频率约为1MHz左右，这样就很难达到目前国际标准的测量精度要求。而且基于单片机开发的测试装置需要构建复杂的外围电路，这样也会影响到设备的测试精度和便携能力。如何设计开发一套水电机组调速器静态测试装置，使其在发频和测频精度远远大于国家标准规定死区，从而达到测量精度要求，同时选取合适开发平台减少外围电路的复杂程度，是本专利要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明通过水电机组调速器静态性能测试系统及其测试方法，以解决现有技术人工外置设备发频既费时又费力，又无法满足设备同步的问题和单片机为核心处理器的水电机组调试器测试装置测试精度不高且便携性不好的问题。
本发明的技术方案是：水电机组调速器静态性能测试系统，包括数据采集卡，所述数据采集卡的AI0模拟量输入端口与水电机组的主接传感器端口连接，所述数据采集卡的A/D转化模块与PC机USB通信连接，所述PC机与所述数据采集卡的晶振模块USB通信连接，所述数据采集卡的Ctr0端口与放大电路模块端口连接，所述放大电路模块与水电机组组的调速器端口连接。
所述数据采集卡的AI0模拟量输入端口与A/D转化模块端口连接。
所述数据采集卡上的晶振模块分别与数据采集卡上计数器模块和A/D转化模块通过端口连接。
所述晶振模块产生的固定频率信号频率为100MHz。晶振模块产生的100MHz固定频率信号，与计数器模块通过端口连接，分别在不同计数下参数不同的频率脉冲信号，再通过Ctr0端口输出
水电机组调速器静态性能测试系统的测试方法，包括以下步骤：
步骤一：PC机内部编写好的试验程序先给数据采集卡一个固定50Hz频率的指令；
步骤二：数据采集卡自动修改计数器模块计数值，再通过晶振模块固定频率配合共同产生50+△X Hz频率脉冲信号，通过Ctr0端口送出，再经过放大信号模块将频率脉冲信号转化为交流频率信号传递给水电机组调速器的PT端口；
步骤三：水电机组调速器的PT端口接收到信号后对水电机组的导叶开度进行调节；
步骤四：数据采集卡通过AI0模拟量输入端口采集水电机组的导叶开度的位置信号；
步骤五：将导叶信号通过数据采集卡内部的A/D转换模块进行处理，转化成数字信号usb通信传输给PC机；
步骤六：PC机将得到导叶信号对其进行判断，当导叶稳定后记录和存储，再发送下一个频率点，返回步骤二继续执行；
步骤七：完成各个试验项目的所有频率点指令后，通过存储的导叶开度数据进行计算，求得死区、线性误差度等性能指标。
本发明的有益效果是：该装置使用了100MHz晶振频率，使得装置具有较高的频率分辨率，可以更加精确的输出在不同试验下的模拟机组频率，例如：在死区测试试验中用阶跃频率信号测试转速死区方法，就需要精准的频率分辨率来进行实施；同时基于较高的晶振频率，可以使得模拟量AI0端口的采集频率达到500kS/s的，由此可以更加准确的测量机组接力器不动作时间。综合而言该设备能够自动准确的完成水轮机调速器的静特性试验、转速死区试验、接力器不动作时间试验、机频校验试验等，便于试验完成。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
水电机组调速器静态性能测试系统，包括数据采集卡，所述数据采集卡的AI0模拟量输入端口与水电机组的主接传感器端口连接，所述数据采集卡的A/D转化模块与PC机USB通信连接，所述PC机与所述数据采集卡的晶振模块USB通信连接，所述数据采集卡的Ctr0端口与放大电路模块端口连接，所述放大电路模块与水电机组组的调速器端口连接。
所述数据采集卡的AI0模拟量输入端口与A/D转化模块端口连接。
所述数据采集卡上的晶振模块分别与数据采集卡上计数器模块和A/D转化模块通过端口连接。
所述晶振模块产生的固定频率信号频率为100MHz。晶振模块产生的100MHz固定频率信号，与计数器模块通过端口连接，分别在不同计数下参数不同的频率脉冲信号，再通过Ctr0端口输出
水电机组调速器静态性能测试系统的测试方法，包括以下步骤：
步骤一：PC机内部编写好的试验程序先给数据采集卡一个固定50Hz频率的指令；
步骤二：数据采集卡自动修改计数器模块计数值，再通过晶振模块固定频率配合共同产生50+△X Hz频率脉冲信号，通过Ctr0端口送出，再经过放大信号模块将频率脉冲信号转化为交流频率信号传递给水电机组调速器的PT端口；
步骤三：水电机组调速器的PT端口接收到信号后对水电机组的导叶开度进行调节；
步骤四：数据采集卡通过AI0模拟量输入端口采集水电机组的导叶开度的位置信号；
步骤五：将导叶信号通过数据采集卡内部的A/D转换模块进行处理，转化成数字信号usb通信传输给PC机；
步骤六：PC机将得到导叶信号对其进行判断，当导叶稳定后记录和存储，再发送下一个频率点，返回步骤二继续执行；
步骤七：完成各个试验项目的所有频率点指令后，通过存储的导叶开度数据进行计算，求得死区、线性误差度等性能指标。
所述数据采集卡为USB-6343型号。

Claims (5)

1.水电机组调速器静态性能测试系统，其特征在于：包括数据采集卡，所述数据采集卡的AI0模拟量输入端口与水电机组的主接传感器端口连接，所述数据采集卡的A/D转化模块与PC机USB通信连接，所述PC机与所述数据采集卡的晶振模块USB通信连接，所述数据采集卡的Ctr0端口与放大电路模块端口连接，所述放大电路模块与水电机组组的调速器端口连接。
2.根据权利要求1所述的水电机组调速器静态性能测试系统，其特征在于：所述数据采集卡的AI0模拟量输入端口与A/D转化模块端口连接。
3.根据权利要求1所述的水电机组调速器静态性能测试系统，其特征在于：所述数据采集卡上的晶振模块分别与数据采集卡上计数器模块和A/D转化模块通过端口连接。
4.根据权利要求3所述的水电机组调速器静态性能测试系统，其特征在于：所述晶振模块产生的固定频率信号频率为100MHz。
5.根据权利要求1-4任一所述的水电机组调速器静态性能测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：PC机先给数据采集卡一个固定50Hz频率的指令；
步骤二：数据采集卡自动修改计数器模块计数值，再通过晶振模块固定频率配合共同产生50+△X Hz频率脉冲信号，通过Ctr0端口送出，再经过放大信号模块将频率脉冲信号转化为交流频率信号传递给水电机组调速器的PT端口；
步骤三：水电机组调速器的PT端口接收到信号后对水电机组的导叶开度进行调节；
步骤四：数据采集卡通过AI0模拟量输入端口采集水电机组的导叶开度的位置信号；
步骤五：将导叶信号通过数据采集卡内部的A/D转换模块进行处理，转化成数字信号usb通信传输给PC机；
步骤六：PC机将得到导叶信号对其进行判断，当导叶稳定后记录和存储，再发送下一个频率点，返回步骤二继续执行；
步骤七：完成各个试验项目的所有频率点指令后，通过存储的导叶开度数据进行计算，求得死区、线性误差度性能指标。
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