CN1877353A - 船舶电站综合试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶电站综合试验系统，它包括发电机、负荷电缆、盐水缸组、电力参数测量仪、监控计算机、可编程控制器，电力参数测量仪安装在船舶电站上，其信号输出端与监控计算机的信号输入端联接，盐水缸包括极板、工作水缸、储备水缸和连接水管，极板安装在工作水缸内，储备水缸通过连接水管与工作水缸相通，储备水缸上开有进水孔、进气孔和放气孔，进水孔上设补水电磁阀，进气孔上设充气电磁阀，放气孔上设放气电磁阀。本发明的优点是：设置电力参数测量仪和监控计算机，实现了发电机试验数据自动记录；增设可编程控制器，实现发电机试验负荷自动调节；采用固定式极板的盐水缸、PLC控制充、放气、补水电磁阀，实现自动快速调整发电机试验负荷的目的。

Description

船舶电站综合试验系统

技术领域

本发明涉及一种电站综合试验系统，特别是涉及一种船舶电站综合试验系统，属于大、中型船厂在造船舶的码头试验领域。

背景技术

目前，各类船厂测试船舶发电机时发电机各项试验参数的记录普遍采用手动方式，由于实际负荷波动较快，数据不可能同时手动记录，所以所记录的结果与实际参数误差较大。另外盐水缸的调节普遍采用手动方式，由于水分蒸发较快，调节比较频繁。而且，所采用的盐水缸主要是水面相对静止，极板升降，通过改变极板与水面的接触面积来改变发电机负荷的方式，容易造成机间负荷不平衡，动态变化较大。原因是当接触面积增大时，不同相极板间水电阻变小，因为在相同电压下，P＝U²/R，发电机所消耗功率与电阻成反比，所以所消耗的功率相应变大；反之，则变小。极板的升降方式又分钢丝绳吊动和蜗轮蜗杆带动两种方式。这两种方式都需要驱动电机和存在机械传动机构，而在试验过程中对盐水缸的调节比较频繁，所以极易造成传动机构的机械故障和控制回路的电气故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在发电机试验负荷过程实现发电机试验数据自动记录和发电机试验负荷自动调节的船舶电站综合试验系统。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：主配电板汇流排上，主配电板汇流排和盐水缸汇流排通过负荷电缆连接，

本发明的船舶电站综合试验系统，它包括至少一台发电机、负荷电缆和由至少一个盐水缸构成的盐水缸组，其特征在于，它还包括电力参数测量仪、监控计算机，所述的电力参数测量仪的信号输出端与监控计算机的信号输入端联接，用于测量发电机实时的电压、频率、功率等要记录的参数；在监控计算机上安装组态软件，通过通讯的方式将电力参数测量仪所采集到的实时数据在计算机屏幕上实时显示、记录，形成符合船级社要求的报表。

为实现发电机试验负荷的自动调节，可增设可编程控制器(PLC)，该可编程控制器通过通讯端口与监控计算机实现实时通讯并与盐水缸之间进行控制执行与信号采集。根据试验的进程，实时比较发电机总的输出功率和盐水缸总的消耗功率，可在监控计算机上对每个盐水缸的额定电流进行设定，并将该设定值以通讯的方式传送给控制盐水缸的PLC。PLC根据实验设定电流和检测到的实时电流进行分析，从而控制盐水缸极板与盐水的接触面积。

所述的盐水缸包括极板、工作水缸、储备水缸和连接水管，所述的极板安装在工作水缸内，储备水缸通过连接在工作水缸下部的连接水管与工作水缸相通，所述的储备水缸最高水位的上方缸体上开有进水孔、进气孔和放气孔，进水孔上设一补水电磁阀，进气孔上设一充气电磁阀，放气孔上设一放气电磁阀，各电磁阀通过电磁阀控制电路与可编程控制器和连接。可编程控制器根据盐水缸的设定电流和检测到的实时电流控制充气电磁阀、放气电磁阀和补水电磁阀，实现盐水缸中实际水面的自动升降。

所述的盐水缸中的极板采用矩形交叉布置方式，并通过铜排连接到盐水缸主开关。

所述的盐水缸中的极板排布依次错布，有效的消除了相间负荷误差，同时使得盐水缸空间得到了最大的利用。

所述的盐水缸组按照标准集装箱设计外形尺寸，以便于吊运、安装。

所述盐水缸的缸体为绝缘缸体。

增设主配电板汇流排和盐水缸汇流排连接，所述的负荷电缆一端与主配电板汇流排连接，另一端与盐水缸汇流排连接，负荷电缆两端连接处均采用的此种汇排流形式，比传统方式节约电缆近50％。

所述盐水缸组一端设有电器控制箱，可编程控制器，盐水缸负荷主开关及相关控制回路均安装在电器控制箱内。

本发明的优点在于：(1)设置电力参数测量仪和监控计算机，实现了发电机试验数据自动记录：初始输入试验发电机组的额定参数(电压、功率、频率等)，选择试验内容(电压特性、并联运行、负荷特性等)后，监控计算机即可按照相应程序完成整个试验过程，可选择手动、自动记录试验数据，自动计算试验结果、生成相关报表供船东、船检签字认可；数据以数据库形式保存，可随时查看以往试验数据进行比较；相关数据也可保存为电子表格文件供二次利用。(2)增设可编程控制器，实现发电机试验负荷自动调节：根据发电机试验要求，可自动快速稳定的调节盐水缸水位，并可自动维持功率恒定，三相负荷相对平衡，调整误差率小于1％；盐水缸所用的负荷开关根据试验情况自动合闸、分闸；试验过程中自动补水，维持盐份浓度基本恒定。(3)盐水缸采用了极板固定、PLC控制充、放气电磁阀和补水电磁阀，实现自动、快速、稳定、可靠地调整极坂与盐水的接触面积，进而调整发电机负荷的目的。

附图说明

图1是本船舶电站综合试验系统的原理结构示意图；

图2是本船舶电站综合试验系统中的盐水缸结构示意图；

图3是本船舶电站综合试验系统中的盐水缸组结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1～3所示结构，本发明的船舶电站综合试验系统，它包括发电机1、实验用负荷电缆2、电力参数测量仪3、监控计算机4、由三个盐水缸构成的盐水缸组5、可编程控制器6和电器控制箱7，所述的电力参数测量仪3连接到船舶电站，其信号输出端与监控计算机4的信号输入端联接，用于测量发电机1实时的电压、频率、功率等参数；在监控计算机4上安装组态软件，通过以ModBus通讯的方式将电力参数测量仪3所采集到的实时数据在计算机屏幕上实时显示、记录；所述的可编程控制器6通过通讯端口与监控计算机4实现实时通讯，并与盐水缸8连接实现控制执行与信号采集，根据试验的进程，实时比较发电机1总的输出功率和盐水缸8总的消耗功率，可在监控计算机上对每个盐水缸8的设定电流进行设置，并将该设定值以通讯的方式传送给控制盐水缸8的可编程控制器6；可编程控制器6根据盐水缸8的设定电流和检测到的实时电流控制盐水缸极板91、92、93与盐水的接触面积；所述的盐水缸8包括极板91、92、93、工作水缸10、储备水缸11和连接水管12，所述的极板91、92、93安装在工作水缸10内，并通过铜排191、192、193连接到盐水缸负荷主开关18，该极板91、92、93采用矩形交叉布置方式，其排布依次错相，有效地消除了相间负荷误差，同时使得盐水缸8空间得到了最大的利用；储备水缸11通过连接在工作水缸10下部的连接水管12与工作水缸10相通，所述的储备水缸11最高水位的上方缸体上开有进水孔13、进气孔14和放气孔15，进水孔上设一补水电磁阀23，进气孔上设一充气电磁阀21，放气孔上设一放气电磁阀22，各电磁阀通过电磁阀控制电路与可编程控制器6连接，可编程控制器6根据试验设定电流和检测到的实时电流控制充气电磁阀21、放气电磁阀22和补水电磁阀23，实现盐水缸8中实际水面的自动升降；所述的盐水缸组5按照标准集装箱设计外形尺寸，以便于吊运、安装；所述盐水缸8的缸体为绝缘缸体，以避免事故发生；所述的负荷电缆2一端与主配电板汇流排连接16，另一端与盐水缸汇流排17连接，负荷电缆2连接处采用的这种汇排流形式，比传统方式节约电缆近50％；所述电器控制箱7内设置在盐水缸组5一端，可编程控制器6、盐水缸负荷主开关18及其控制回路均安装在电器控制箱7内。

本船舶电站综合试验系统中的盐水缸内水位的调节过程是：发电机负荷开始试验之前，补水电磁阀和放气电磁阀同时打开，进水管开始经过进水电磁阀向储备水缸内补水，当储备水缸水位达到工作水缸底部时，补水电磁阀和放气电磁阀同时关闭，停止补水。当需要增加负荷时，充气电磁阀打开，开始向储备缸充气，储备缸内气压增加，在气压的作用下，一部分盐水通过连接水管底部进入工作缸内，当到达要求负荷时，关闭充气电磁阀，由于储备水缸内压力与工作水缸内水压平衡，连接水管停止向工作缸内补水；当需要减少负荷的时候，储备缸上方的放气电磁阀打开，由于工作缸内的水面高于储备缸内存水，则工作缸内盐水由于重力的作用返回储备缸，工作缸内水面与极板的接触面积减少，负荷下降。

本船舶电站综合试验系统的整体工作过程是：船用发电机发出的电经过发电机主开关送到主配电板汇流排上，主配电板汇流排和盐水缸汇流排通过负荷电缆连接，盐水缸的负荷开关合闸后，相应的盐水缸投入使用。

电力参数测量仪用来检测船用发电机的实际运行数据，包括：电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等，主要用途在于发电机试验数据的自动记录。

监控电脑用来显示电力参数测量仪所采集到发电机的试验数据并进行记录，根据试验进程向可编程控制器设定运行参数，如每个盐水缸的设定电流或总的设定电流。

可编程控制器根据监控电脑设定的运行参数，控制盐水缸负荷开关的通断，充气电磁阀、放气电磁阀、补水电磁阀的通断，其主要用途在于发电机试验负荷的自动调节。

电力参数测量仪和可编程控制器与监控电脑之间采用Modbus通讯的方式进行连接通信。

本发明并不限于以上实施方式，只要是本说明书中提及的方案均是可以实施的。

Claims (9)

1.船舶电站综合试验系统，它包括至少一台发电机、负荷电缆和由至少一个盐水缸构成的盐水缸组，其特征在于，它还包括电力参数测量仪、监控计算机，所述的每个发电机上分别设置有电力参数测量仪，所述的电力参数测量仪的信号输出端与监控计算机的信号输入端联接。

2.根据权利要求1所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：增设可编程控制器，该可编程控制器通过通讯端口与监控计算机之间实现实时通讯，并与盐水缸的实时执行信号进行采集与控制。

3.根据权利要求1所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：所述的盐水缸组中的盐水缸包括极板、工作水缸、储备水缸和连接水管，所述的极板安装在工作水缸内，储备水缸通过连接在工作水缸下部的连接水管与工作水缸相通，所述的储备水缸最高水位的上方缸体上开有进水孔、进气孔和放气孔，进水孔上设一补水电磁阀，进气孔上设一充气电磁阀，放气孔上设一放气电磁阀，各电磁阀通过常规电磁阀控制电路与可编程控制器实现通讯。

4.根据权利要求3所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：所述的盐水缸中的极板采用矩形交叉布置方式。

5.根据权利要求4所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：所述的盐水缸组中的极板排布依次错相。

6.根据权利要求5所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：所述的盐水缸组按照标准集装箱设计外形尺寸。

7.根据权利要求6所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：所述盐水缸的缸体为绝缘缸体。

8.根据权利要求1所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：所述的负荷电缆两端连接处均采用汇排流形式。

9.根据权利要求1或3或4或5或6或7所述的船舶电站综合试验系统，其特征在于：所述盐水缸组一端设有电器控制箱，和可编程控制器、负荷主开关及相关控制回路均安装在电器控制箱内。