CN117310236A - 一种高压交直流干式负载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压交直流干式负载装置，包括：若干个交直流通用负载单元，每一负载单元包括若干个依次串联的电阻模组和两个高压接触器，且串接后的电阻模组通过一个高压接触器连接至高压交流电源、通过另一个高压接触器连接至高压直流电源；电量采集单元，用于检测负载单元所接入的高压交流电源或者高压直流电源的电参量；智能负载控制系统，用于控制相应的高压接触器闭合，以将相应的负载单元接入高压交流电源或者高压直流电源，以及根据电参量确定负载单元中电阻模组的最小接入数量，控制相应数量的电阻模组接入高压交流电源或者高压直流电源进行负载实验。本发明具有适应交直流高电压的特点，并且制造生产成本低，价格优势明显。

Description

一种高压交直流干式负载装置

技术领域

本发明涉及负载试验装置设计技术领域，尤其涉及一种高压交直流干式负载装置。

背景技术

目前，在某些特定场合下使用到中高压发电机组，通常做负载试验时会用到干式中高压负载装置，将负载装置内电阻器上通中高压电压，电阻管将电能转换成热能，再配合高效风机将热量排出。

大多数高压负载仅适用交流高压电源的测试，在某些应用场景中，也会涉及到直流高压电源的测试。以往只能分别设计交、直流负载装置，但假设负载装置容量大、投入成本较大，又需要两者都能使用时，一种高压交直流负载装置显得十分有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压交直流干式负载装置，该装置具有适应交直流高电压的特点，并且制造生产成本低，价格优势明显。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高压交直流干式负载装置，包括：

若干个交直流通用负载单元，每一负载单元包括若干个依次串联的电阻模组和两个高压接触器，且串接后的电阻模组通过一个高压接触器连接至高压交流电源、通过另一个高压接触器连接至高压直流电源；

电量采集单元，用于检测所述负载单元所接入的高压交流电源或者高压直流电源的电参量；

智能负载控制系统，分别与所述电量采集单元和所述负载单元连接，用于控制相应的所述高压接触器闭合，以将相应的负载单元接入所述高压交流电源或者高压直流电源，以及根据所述电参量确定所述负载单元中电阻模组的最小接入数量，控制相应数量的电阻模组接入所述高压交流电源或者高压直流电源进行负载实验。

可选的，每一负载单元还包括两个高压熔断器，分别串联在所述高压接触器与所述高压交流电源或所述直流电源之间。

可选的，每一所述电阻模组由相同数量且具有相同阻值的电阻并联而成。

可选的，所述智能负载控制系统还用于根据所述电参量确定每一所述电阻模组中电阻的最大接入数量，以使每一所述电阻模组的耗散功率达到预设耗散功率。

可选的，所述高压交直流干式负载装置还包括：

风机阵列，用于对所述负载单元散热；

风机控制单元，用于接收所述智能负载控制系统下发的控制指令后，控制所述风机阵列运行。

可选的，所述高压交直流干式负载装置还包括一工作电源相序转换单元，连接于控制电源和风机控制单元，用于自动调整风机的相序。

可选的，所述电量采集单元包括：

交流电量采集模块，连接高压交流电源，用于检测所述负载单元所接入的高压交流电源的电参量；

直流电量采集模块，连接高压直流电源，用于检测所述负载单元所接入的高压直流电源的电参量。

可选的，所述高压交直流干式负载装置还包括：电源电制切换单元，连接于所述智能负载控制系统，用于切换不同电源电压的主回路及检测回路。

可选的，所述高压交直流干式负载装置还包括：传感器检测单元，用于检测所述高压交直流干式负载装置内的各种环境参数，包括风机风量、空间温湿度、箱内烟雾浓度。

可选的，所述传感器检测单元包括温度传感器，用于检测所述高压交直流干式负载装置的温度；

所述智能负载控制系统还分别与所述温度传感器和风机阵列连接，所述智能负载控制系统用于通过所述温度传感器获取所述高压交直流干式负载装置的温度值，并在所述温度值达到第一阈值时，控制所述风机阵列以第一转速运行，以及在所述温度值达到第二阈值时，控制所述风机阵列以第二转速运行，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值，所述第一转速小于所述第二转速。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明采用两个高压接触器将负载单元连接高压交流电源或者高压直流电源，智能负载控制系统控制相应的高压接触器闭合，实现将相应的负载单元接入所述高压交流电源或者高压直流电源，因此本发明提供的高压交直流干式负载装置能够进行高压交流电源和高压直流电源的负载实验，具有适应交直流高电压的特点，并且降低了制造生产成本。此外，本发明根据高压交流电源或者高压直流电源的电参量确定所述负载单元中电阻模组的最小接入数量，控制相应数量的电阻模组接入所述高压交流电源或者高压直流电源进行负载实验，可使得电阻模组中的电阻器始终工作在其额定参数状态下，从而可有效防止电阻模组中电阻器的老化，延长电阻模组的使用寿命，并且使得该装置具有电压等级适用范围广的特点。另外，本发明通过上述参数确定电阻模组中单个电阻的最大接入数量，可使得电阻模组的耗散功率在电阻模组中的电阻器始终工作在其额定参数状态的前提下满足预设耗散功率，即通过最小接入数量的电阻并联可提高电阻模组的功率容量并达到预设功率容量，进而满足电能的消耗需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明一实施例提供的一种高压交直流干式负载装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的负载单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。

如图1、图2所示，本发明提供的高压交直流干式负载装置包括：若干个交直流通用负载单元100，每一负载单元100包括若干个依次串联的电阻模组101和两个高压接触器102，且串接后的电阻模组101通过一个高压接触器102连接至高压交流电源、通过另一个高压接触器102连接至高压直流电源；电量采集单元200，用于检测所述负载单元100所接入的高压交流电源或者高压直流电源的电参量(如电压、电流等)；智能负载控制系统300，分别与所述电量采集单元200和所述负载单元100连接，用于控制相应的所述高压接触器102闭合，以将相应的负载单元100接入所述高压交流电源或者高压直流电源，以及根据所述电参量确定所述负载单元中电阻模组101的最小接入数量，控制相应数量的电阻模组101接入所述高压交流电源或者高压直流电源进行负载实验。

如图2所示，本实施例中的高压交流电源可为三相高压电源，相应的负载单元100可以为3个，分别通过一个高压接触器102接入至三相高压电源中的每一相电源输出端，以对该三相高压电源进行负载实验，即通过负载单元100中的电阻模组101将三相高压电源输出的电能转换为热能，达到负载试验的目的。3个负载单元100还可以通过3个高压接触器102接入至高压直流电源的两端，已对该高压直流电源进行负载实验。

为保护负载试验中的任一电阻器，本实施例中，可通过电量采集单元200获取负载单元100所接入的高压交流电源或者高压直流电源的电参量，智能负载控制系统300根据电阻串联的分压特性确定电阻模组101的最小接入数量，并将最小接入数量的电阻模组101接入至高压交流电源或者高压直流电源。

以高压交流电源为例，电压值为220V，由于本实施例中的电阻模组101由多个电阻并联而成，所以电阻模组101分压后的电压需要满足每一并联电阻的耐压系数。例如每一电阻的耐压系数为100V、电阻值为60Ω、耐流系数为1A，当采用2个电阻模组101串联时，每一电阻模组101两端电压为110V，显然大于100V，所以智能负载控制系统300还需控制增加一电阻模组101，当电阻模组101接入数量为3个时，每一电阻模组101两端电压约为73V，每一电阻模组101中单个电阻的电流值显然大于1A，此时，智能负载控制系统300还控制增加一电阻模组101，当电阻模组101接入数量为4个时，可使得每一电阻模组101中各个电阻流过的电流小于1A，由此，可确定该电压值下电阻模组101的最小接入数量为4，然后将4个电阻模组101依次串联接入至对应相的高压电源输出端即可。

如图2所示，每一所述电阻模组101由相同数量且具有相同阻值的电阻并联而成。所述智能负载控制系统300还用于根据所述电参量确定每一所述电阻模组101中电阻的最大接入数量，以使每一所述电阻模组101的耗散功率达到预设耗散功率。

为提升各电阻模组101的功率容量，如上所述可将多个电阻并联以形成所述电阻模组101。由于每一电阻模组101上的耗散功率过大时，势必会加速电阻模组101中电阻的老化速率。所以，在满足电能消耗需求的情况下，还需设置预设耗散功率，即各个电阻模组101具有预设功率容量，采用预设功率容量的电阻模组101可进一步防止电阻模组101中各个电阻的老化。

具体的，所述智能负载控制系统300在确定接入电阻模组101的数量之后，可进一步确定每一电阻模组101中电阻的最大接入数量。例如，如上所述，220V电压下电阻模组101的最小接入数量为4，此时，每一电阻模组101两端电压为55V，然后根据预设耗散功率和每一电阻模组101两端电压即可确定每一电阻模组101中电阻的最大接入数量。例如，预设耗散功率为1KW，则要求电阻模组101的总电阻需大于3Ω，当单个电阻为6Ω时，则需要接入的单个电阻最多为2个，由此可保证电阻模组101的耗散功率达到且不会超过1KW，从而可进一步防止电阻模组101中各个电阻的老化。

如图2所示，每一负载单元100还包括两个高压熔断器103，分别串联在所述高压接触器102与所述高压交流电源或所述直流电源之间。通过高压熔断器103可对相应的负载试验支路进行高压保护。

如图1所示，所述电量采集单元200包括：交流电量采集模块，连接高压交流电源，用于检测所述负载单元所接入的高压交流电源的电参量；直流电量采集模块，连接高压直流电源，用于检测所述负载单元所接入的高压直流电源的电参量。

如图1所示，所述高压交直流干式负载装置还包括：电源电制切换单元400，连接于所述智能负载控制系统300，用于切换不同电源电压的主回路及检测回路，可满足不同电源电压的负载的试验。

如图1所示，所述高压交直流干式负载装置还包括：风机阵列500，用于对所述负载单元100散热；风机控制单元600，用于接收所述智能负载控制系统300下发的控制指令后，控制所述风机阵列500运行。

为了保证控制电源的相序正确性，该装置还包括一工作电源相序转换单元700，连接于控制电源800和风机控制单元600，用于自动调整风机的相序，使能够一直保持所需的工作模式。该控制电源800可以直接采用380V交流电源。

如图1所示，所述高压交直流干式负载装置还包括：传感器检测单元900，用于检测该高压交直流干式负载装置内的各种环境参数，包括风机风量、空间温湿度、箱内烟雾浓度。具体的，通过风量传感器检测风机风量大小，采用烟雾传感器检测烟雾浓度大小。

进一步的，所述传感器检测单元900包括温度传感器，用于检测所述高压交直流干式负载装置的温度；

所述智能负载控制系统300还分别与所述温度传感器和风机阵列500连接，所述智能负载控制系统300用于通过所述温度传感器获取所述高压交直流干式负载装置的温度值，并在所述温度值达到第一阈值时，控制所述风机阵列500以第一转速运行，以及在所述温度值达到第二阈值时，控制所述风机阵列500以第二转速运行，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值，所述第一转速小于所述第二转速。当装置内的温度值增加时，采用更高的风机转速，可加速装置内的热量散失。

综上所述，本发明采用两个高压接触器将负载单元连接高压交流电源或者高压直流电源，智能负载控制系统控制相应的高压接触器闭合，实现将相应的负载单元接入所述高压交流电源或者高压直流电源，因此本发明提供的高压交直流干式负载装置能够进行高压交流电源和高压直流电源的负载实验，具有适应交直流高电压的特点，并且降低了制造生产成本。此外，本发明根据高压交流电源或者高压直流电源的电参量确定所述负载单元中电阻模组的最小接入数量，控制相应数量的电阻模组接入所述高压交流电源或者高压直流电源进行负载实验，可使得电阻模组中的电阻器始终工作在其额定参数状态下，从而可有效防止电阻模组中电阻器的老化，延长电阻模组的使用寿命，并且使得该装置具有电压等级适用范围广的特点。另外，本发明通过上述参数确定电阻模组中单个电阻的最大接入数量，可使得电阻模组的耗散功率在电阻模组中的电阻器始终工作在其额定参数状态的前提下满足预设耗散功率，即通过最小接入数量的电阻并联可提高电阻模组的功率容量并达到预设功率容量，进而满足电能的消耗需求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种高压交直流干式负载装置，其特征在于，包括：

若干个交直流通用负载单元，每一负载单元包括若干个依次串联的电阻模组和两个高压接触器，且串接后的电阻模组通过一个高压接触器连接至高压交流电源、通过另一个高压接触器连接至高压直流电源；

电量采集单元，用于检测所述负载单元所接入的高压交流电源或者高压直流电源的电参量；

智能负载控制系统，分别与所述电量采集单元和所述负载单元连接，用于控制相应的所述高压接触器闭合，以将相应的负载单元接入所述高压交流电源或者高压直流电源，以及根据所述电参量确定所述负载单元中电阻模组的最小接入数量，控制相应数量的电阻模组接入所述高压交流电源或者高压直流电源进行负载实验。

2.如权利要求1所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，每一负载单元还包括两个高压熔断器，分别串联在所述高压接触器与所述高压交流电源或所述直流电源之间。

3.如权利要求1所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，每一所述电阻模组由相同数量且具有相同阻值的电阻并联而成。

4.如权利要求3所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，所述智能负载控制系统还用于根据所述电参量确定每一所述电阻模组中电阻的最大接入数量，以使每一所述电阻模组的耗散功率达到预设耗散功率。

5.如权利要求1所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，还包括：

风机阵列，用于对所述负载单元散热；

风机控制单元，用于接收所述智能负载控制系统下发的控制指令后，控制所述风机阵列运行。

6.如权利要求5所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，还包括一工作电源相序转换单元，连接于控制电源和风机控制单元，用于自动调整风机的相序。

7.如权利要求1所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，所述电量采集单元包括：

交流电量采集模块，连接高压交流电源，用于检测所述负载单元所接入的高压交流电源的电参量；

直流电量采集模块，连接高压直流电源，用于检测所述负载单元所接入的高压直流电源的电参量。

8.如权利要求1所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，还包括：电源电制切换单元，连接于所述智能负载控制系统，用于切换不同电源电压的主回路及检测回路。

9.如权利要求1所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，还包括：传感器检测单元，用于检测所述高压交直流干式负载装置内的各种环境参数，包括风机风量、空间温湿度、箱内烟雾浓度。

10.如权利要求9所述的高压交直流干式负载装置，其特征在于，所述传感器检测单元包括温度传感器，用于检测所述高压交直流干式负载装置的温度；

所述智能负载控制系统还分别与所述温度传感器和风机阵列连接，所述智能负载控制系统用于通过所述温度传感器获取所述高压交直流干式负载装置的温度值，并在所述温度值达到第一阈值时，控制所述风机阵列以第一转速运行，以及在所述温度值达到第二阈值时，控制所述风机阵列以第二转速运行，其中，所述第一阈值小于所述第二阈值，所述第一转速小于所述第二转速。