CN114354993A

CN114354993A - 一种用于交流耐压试验的智能调压装置

Info

Publication number: CN114354993A
Application number: CN202210106491.2A
Authority: CN
Inventors: 耿嘉胜; 王颖; 李文强; 乔雨恒; 崔嘉; 姚峰; 宋世潮; 王朱锁; 景博
Original assignee: Linfen Power Supply Co of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Current assignee: Linfen Power Supply Co of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2022-04-15

Abstract

本发明公开了一种用于交流耐压试验的智能调压装置，利用S7‑1200 CPU模块、CM CANopen通信模块、变频器、异步电机与内部变压器等硬件，建立了基于CANopen通信的电压调节系统，通过CPU模块内部的梯形图源程序控制升降压过程，可以实现交流耐压试验过程的全自动电压调节；使用CANopen通信方式，能够实现装置内部控制与状态数据的快速准确传输；采用变频器驱动异步电机调节内部变压器匝数变化，可以精确、稳定地调节输出电压；同时，利用触控屏组态本地监控系统，可实时显示耐压过程的各项电量数据，直观且准确。本发明提供的一种用于交流耐压试验的智能调压装置，具有调压过程全自动、输出电压调节准确稳定、状态监测实时可靠等优点。

Description

一种用于交流耐压试验的智能调压装置

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，尤其涉及一种用于交流耐压试验的智能调压装置。

背景技术

交流耐压试验是检测电气设备承受过电压能力的重要手段，可有效地发现设备绝缘中的集中性缺陷，考核鉴定设备的绝缘水平。交流耐压试验仪器包括调压器、试验变压器等装置，其中试验变压器用于对被试设备施加高压，调压器则用于调节试验变压器的输出电压。

传统耐压试验调压器采用的是旋钮式调节器、指针式指示表盘以及手动调压方式，这些因素均导致其无法准确、稳定地调节试验变压器的输出电压。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，提供一种用于交流耐压试验的智能调压装置，解决了现有调压器无法准确、稳定地调节试验变压器输出电压的问题。

为实现本发明目的而提供的一种用于交流耐压试验的智能调压装置，包括有三相工频电源、手动电源开关、交流接触器、变频器、异步电机、内部变压器、试验变压器、电量变送器、模拟量输入模块、CPU模块、开关电源、单相隔离变压器、触控屏、继电器模块、通信模块、启停按钮，所述三相工频电源与所述手动电源开关连接，用于为整个调压装置提供三相交流电、单相交流电，所述手动电源开关与所述单相隔离变压器连接，用于手动控制单相隔离变压器单相380V交流电的通断，所述手动电源开关还通过所述交流接触器与所述变频器、所述内部变压器连接，手动电源开关与交流接触器一起用于控制变频器三相380V交流电、内部变压器单相380V交流电的通断，所述变频器与所述异步电机连接，用于驱动异步电机的启停与运转，所述异步电机与所述内部变压器连接，用于精准改变内部变压器匝数完成电压调节，所述内部变压器的电压输出端与所述试验变压器的电压输入端连接，用于改变试验变压器的输入电压，进而改变试验变压器的输出电压，所述电量变送器的输入端分别与所述内部变压器、所述试验变压器连接，用于采集、变换变压器的电量数据，所述电量变送器的输出端与所述模拟量输入模块连接，所述模拟量输入模块与所述CPU模块连接，用于扩展CPU模块的模拟量通道、采集并传送标准电量信号至CPU模块，所述CPU模块通过所述通信模块与所述变频器连接，用于实现变频器的CANopen通信与控制，所述CPU模块还通过所述继电器模块与所述交流接触器连接，用于控制交流接触器内部电路的通断，其中，所述继电器模块用于隔离低电压控制系统和高电压控制装置，实现电路转换、安全保护作用，所述单相隔离变压器与所述开关电源连接，用于将单相380V交流电转换为220V交流电供给开关电源，实现电压变换、安全隔离作用，所述开关电源与所述CPU模块连接，用于将220V交流电转换为24V直流电供给CPU模块使用，所述触控屏与所述CPU模块连接，用于输入各项试验设定值、显示耐压试验过程的各项电量数据，所述启停按钮与所述CPU模块连接，用于手动启动与停止耐压过程。

作为上述方案的进一步改进，所述模拟量输入模块为SM1231模拟量输入模块。

作为上述方案的进一步改进，所述CPU模块为S7-1200 CPU模块。

作为上述方案的进一步改进，所述通信模块为CM CANopen通信模块。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的一种用于交流耐压试验的智能调压装置，利用S7-1200 CPU模块、CM CANopen通信模块、变频器、异步电机与内部变压器等硬件，建立了基于CANopen通信的电压调节系统。装置通过CPU模块内部的梯形图源程序控制升降压过程，可以实现交流耐压试验过程的全自动电压调节；使用CANopen通信方式，能够实现装置内部控制与状态数据的快速准确传输；采用变频器驱动异步电机调节内部变压器匝数变化，可以精确、稳定地调节输出电压；同时，利用触控屏组态本地监控系统，可实时显示耐压过程的各项电量数据，直观且准确。因此，本发明具有调压过程全自动、输出电压调节准确稳定、状态监测实时可靠等优点。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明提供的一种用于交流耐压试验的智能调压装置的结构示意图。

图中：1—三相工频电源、2—手动电源开关、3—交流接触器、4—变频器、5—异步电机、6—内部变压器、7—试验变压器、8—电量变送器、9—模拟量输入模块、10—CPU模块、11—开关电源、12—单相隔离变压器、13—触控屏、14—继电器模块、15—通信模块、16—启停按钮。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种用于交流耐压试验的智能调压装置，包括有三相工频电源1、手动电源开关2、交流接触器3、变频器4、异步电机5、内部变压器6、试验变压器7、电量变送器8、模拟量输入模块9、CPU模块10、开关电源11、单相隔离变压器12、触控屏13、继电器模块14、通信模块15、启停按钮16，三相工频电源1与手动电源开关2连接，用于为整个调压装置提供三相交流电、单相交流电，手动电源开关2与单相隔离变压器12连接，用于手动控制单相隔离变压器12单相380V交流电的通断，手动电源开关2还通过交流接触器3与变频器4、内部变压器6连接，手动电源开关2与交流接触器3一起用于控制变频器4的三相380V交流电、内部变压器6的单相380V交流电的通断，变频器4与异步电机5连接，用于驱动异步电机5的启停与运转，异步电机5与内部变压器6连接，用于精准改变内部变压器6匝数完成电压调节，内部变压器6的电压输出端与试验变压器7的电压输入端连接，用于改变试验变压器7的输入电压，进而改变试验变压器7的输出电压，电量变送器8的输入端分别与内部变压器6、试验变压器7连接，用于采集、变换变压器的电量数据，电量变送器8的输出端与模拟量输入模块9连接，模拟量输入模块9与CPU模块10连接，用于扩展CPU模块10的模拟量通道、采集并传送标准电量信号至CPU模块10，CPU模块10通过通信模块15与变频器4连接，用于实现变频器4的CANopen通信与控制，CPU模块10还通过继电器模块14与交流接触器3连接，用于控制交流接触器3内部电路的通断，其中，继电器模块14用于隔离低电压控制系统和高电压控制装置，实现电路转换、安全保护作用，单相隔离变压器12与开关电源11连接，用于将单相380V交流电转换为220V交流电供给开关电源11，实现电压变换、安全隔离作用，开关电源11与CPU模块10连接，用于将220V交流电转换为24V直流电供给CPU模块10使用，触控屏13与CPU模块10连接，用于输入各项试验设定值、显示耐压试验过程的各项电量数据，启停按钮16与CPU模块10连接，用于手动启动与停止耐压过程。

具体地，模拟量输入模块9为SM1231模拟量输入模块。CPU模块10为S7-1200 CPU模块。通信模块15为CM CANopen通信模块。

装置工作时，由三相工频电源1提供三相与单相交流工作电，首先接通手动电源开关2，单相隔离变压器12、开关电源11与CPU模块10依次得电，CPU模块10进入运行状态，与CPU模块10进行硬件组态的电量变送器8、模拟量输入模块9、触控屏13、继电器模块14、通信模块15由CPU模块10得24V直流工作电，接着通过触控屏13的面板依次输入运行电压、额定电压、标准电压、升压速率、电压保持时间等设定值并保存，最后按下启停按钮16，CPU模块10利用内部控制程序通过继电器模块14接通交流接触器3的内部电路，变频器4与内部变压器6得380V交流工作电，异步电机5由变频器4得380V交流工作电，CPU模块10通过通信模块15启动变频器4驱动异步电机5运转，精准改变内部变压器6匝数，完成其输出电压调节，进而实现试验变压器7输出电压的自动、准确、稳定调节，交流耐压试验结束或试验过程中需要紧急停止时再次按下启停按钮16即可，另外，交流耐压试验过程中内部变压器6与试验变压器7的各项电量数据通过电量变送器8、模拟量输入模块9上传至CPU模块10，进而实现在触控屏13面板上的实时状态显示。

以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种用于交流耐压试验的智能调压装置，其特征在于：包括有三相工频电源、手动电源开关、交流接触器、变频器、异步电机、内部变压器、试验变压器、电量变送器、模拟量输入模块、CPU模块、开关电源、单相隔离变压器、触控屏、继电器模块、通信模块、启停按钮，所述三相工频电源与所述手动电源开关连接，用于为整个调压装置提供三相交流电、单相交流电，所述手动电源开关与所述单相隔离变压器连接，用于手动控制单相隔离变压器单相380V交流电的通断，所述手动电源开关还通过所述交流接触器与所述变频器、所述内部变压器连接，手动电源开关与交流接触器一起用于控制变频器三相380V交流电、内部变压器单相380V交流电的通断，所述变频器与所述异步电机连接，用于驱动异步电机的启停与运转，所述异步电机与所述内部变压器连接，用于精准改变内部变压器匝数完成电压调节，所述内部变压器的电压输出端与所述试验变压器的电压输入端连接，用于改变试验变压器的输入电压，进而改变试验变压器的输出电压，所述电量变送器的输入端分别与所述内部变压器、所述试验变压器连接，用于采集、变换变压器的电量数据，所述电量变送器的输出端与所述模拟量输入模块连接，所述模拟量输入模块与所述CPU模块连接，用于扩展CPU模块的模拟量通道、采集并传送标准电量信号至CPU模块，所述CPU模块通过所述通信模块与所述变频器连接，用于实现变频器的CANopen通信与控制，所述CPU模块还通过所述继电器模块与所述交流接触器连接，用于控制交流接触器内部电路的通断，其中，所述继电器模块用于隔离低电压控制系统和高电压控制装置，实现电路转换、安全保护作用，所述单相隔离变压器与所述开关电源连接，用于将单相380V交流电转换为220V交流电供给开关电源，实现电压变换、安全隔离作用，所述开关电源与所述CPU模块连接，用于将220V交流电转换为24V直流电供给CPU模块使用，所述触控屏与所述CPU模块连接，用于输入各项试验设定值、显示耐压试验过程的各项电量数据，所述启停按钮与所述CPU模块连接，用于手动启动与停止耐压过程。

2.根据权利要求1所述的一种用于交流耐压试验的智能调压装置，其特征在于：所述模拟量输入模块为SM1231模拟量输入模块。

3.根据权利要求1所述的一种用于交流耐压试验的智能调压装置，其特征在于：所述CPU模块为S7-1200 CPU模块。

4.根据权利要求1所述的一种用于交流耐压试验的智能调压装置，其特征在于：所述通信模块为CM CANopen通信模块。