CN206725735U - 一种检测岸电变频电源性能的干式负载装置 - Google Patents

Abstract

一种检测岸电变频电源性能的干式负载装置，包括由若干组负载模块并联而成的负载组件，每组负载模块均包括通过并联方式连接的电阻模块和电抗模块，每组负载模块的并联线路上均设有分别控制电阻模块、电抗模块接入的负载开关；负载开关通过控制线与PLC控制器相接；还包括高压变压组件，高压变压组件包括高压计量PT/CT柜、变压器保护柜、高压变压器以及双投开关柜，高压电缆接入高压计量PT/CT柜后接出，进入变压器保护柜，再依次经高压变压器、双投开关柜与负载组件相连。本实用新型将用于岸电电源性能检测的负载组件与高压变压组件设置在同一负载箱内，方便移动，高压变压组件可进行高、低压、有功功率及无功功率测试，适用范围广。

Description

一种检测岸电变频电源性能的干式负载装置

技术领域

本实用新型涉及一种负载装置，特别涉及一种检测岸电变频电源性能的干式负载装置。

背景技术

港口是港口城市大气污染的主要来源，污染物主要来自于货物装卸作业和靠港船舶排放。船舶靠港排放指船舶靠港期间，通过辅机发电满足船上生产生活需要，在发电的同时，排放大量污染物。接用岸电指船舶靠港期间关闭辅机，由港口提供岸上电力。由于国际航行船舶的电制同我国电制不同，为保证船舶导航设备工作的连续性，船舶接用岸电时不允许断电，以及对港口的安全生产不能产生影响等，凸显出该技术的复杂。岸电变频电源就是专门为船舶提供岸上电力的电能转换设备，可分为高压岸电变频电源和低压岸电变频电源。

在岸电变频电源正式投入运行之前，都必须要对其进行测试，以验证其运行的可靠性，以往主要以空载测试为主，即，在不带负荷工况下检测岸电变频电源运行的稳定性和可靠性。但这种测试不能有针对性地测试出岸电变频电源在带不同负载下的各项性能。现有技术中，尚没有对高压岸电变频电源和低压岸电变频电源同时兼容的带负载测试设备。

除此之外，目前岸电变频电源的安装是在码头现场上，而对岸电变频电源进行负载试验的测试设备一般需要安装于厂房内，测试设备是固定不动的，不能移动至现场对安装好的岸电电源进行测试，使用受限。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，高性能、安全可靠、模块集成度高的检测岸电变频电源性能的干式负载装置。该装置是可以让高压岸电变频电源和低压岸电变频电源同时兼容的负载测试设备，并且该测试设备不光可以对岸电变频电源进行电压、电流、频率、谐波、有功功率、无功功率、功率因数等电参数进行测试，同时还能对岸电变频电源直接按不同比例进行突加负载和突卸负载等性能测试。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本实用新型是一种检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特点是，包括由若干组负载模块并联而成的负载组件，每组负载模块均包括通过并联方式连接的电阻模块和电抗模块，每组负载模块的并联线路上均设有分别控制电阻模块、电抗模块接入的负载开关。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述干式负载装置还包括PLC控制器，所述的负载开关通过控制线与PLC控制器相接。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的干式负载装置还包括高压变压组件，所述的高压变压组件包括高压开关柜、高压变压器以及双投开关柜，高压开关柜由高压计量PT/CT柜和变压器保护柜组成，高压电缆接入高压计量PT/CT柜后接出，进入变压器保护柜，再依次经高压变压器、双投开关柜与负载组件相连。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的高压计量PT/CT柜，用于完成高压电压电流信号采样，由高压负载控制断路器和高压侧微机综合保护器组成，高压负载控制断路器与PLC控制器相接，其中，高压负载控制断路器包括防止误操作联锁装置和泄压装置、二次回路装置、继电保护装置，完成输出动力回路的保护和隔离，具有失压脱扣、过电流脱扣、过压脱扣、低频脱扣的保护功能；

所述的双投开关柜，用于高低转换，做高压测试时，低压端断开；做低压测试时，高压端断开。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的干式负载装置还包括与所述双投开关柜相连的低压计量PT/CT柜，所述低压电缆接入低压计量PT/CT柜后，经双投开关柜与负载组件相连，用于完成低压电压电流信号采样。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述负载组件和高压变压组件设在同一箱体内，负载组件均匀对称设置在箱体的左右两侧。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，在所述箱体内设有控制室和电缆进线室，控制室两侧的箱体内设有检修通道，箱体正面设有控制室门和检修门，箱体侧壁上设有进风口，箱体顶壁与箱体侧壁之间设有横向设置的出风口。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的负载组件设有风机冷却机构，所述的风机冷却机构包括若干个轴流风机，轴流风机上设有风量检测传感器和电机过载保护器，在所述的负载模块上设有温度传感器，所述风量检测传感器、温度传感器通过信号线与PLC控制器相接，电机过载保护器通过控制线与PLC控制器相接。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述干式负载装置还包括上位机和数据采集模块，上位机包括工作台、工控机和液晶显示器， PLC控制器通过控制线与工控机相接，液晶显示器通过信号线与工控机相接，工控机通过网络通讯模块与数据采集模块连接。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的负载组件设有用于保护负载模块的电气控制模块，所述的电气控制模块包括断路器、熔断器和接触器，每一组负载模块对应着一组接触器—断路器/熔断器，主回路电路直接控制负载模块的运行，采用接触器—断路器/熔断器控制保护。

本实用新型将用于岸电电源性能检测的负载组件与高压变压组件均设置在负载箱内，做成一个可移动的干式负载箱，可根据检测需要，方便移动整个测试设备，通过PLC控制器选择相应的负载开关，实现对岸电电源性能的高压、低压、有功功率及无功功率的选择测试，适用范围广；箱体内的负载组件由若干负载模块并联而成，可适当的调整测试电容。与现有技术相比，其设计合理，使用灵活，很方便的进行平滑扩容，提高了对岸电电源的检测范围和检测适用性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的原理框图；

图3是本实用新型的高、低压测试系统图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，参照图1-3，一种检测岸电变频电源性能的干式负载装置，包括由若干组负载模块并联而成的负载组件，每组负载模块均包括通过并联方式连接的电阻模块和电抗模块，每组负载模块的并联线路上均设有分别控制电阻模块、电抗模块接入的负载开关；

所述干式负载装置还包括PLC控制器，所述的负载开关通过控制线与PLC控制器相接；

所述的干式负载装置还包括高压变压组件，所述的高压变压组件包括高压开关柜、高压变压器以及双投开关柜，高压开关柜由高压计量PT/CT柜和变压器保护柜组成，高压电缆接入高压计量PT/CT柜后接出，进入变压器保护柜，再依次经高压变压器、双投开关柜与负载组件相连；

所述的高压计量PT/CT柜，用于完成高压电压电流信号采样，由高压负载控制断路器和高压侧微机综合保护器组成，高压负载控制断路器与PLC控制器相接，其中，高压负载控制断路器包括防止误操作联锁装置和泄压装置、二次回路装置、继电保护装置，完成输出动力回路的保护和隔离，具有失压脱扣、过电流脱扣、过压脱扣、低频脱扣的保护功能；

所述的双投开关柜，用于高低转换，做高压测试时，低压端断开；做低压测试时，高压端断开；

所述的干式负载装置还包括与所述双投开关柜相连的低压计量PT/CT柜，所述低压电缆接入低压计量PT/CT柜后，经双投开关柜与负载组件相连，用于完成低压电压电流信号采样；

通过设置上述结构，该测试设备不光可以对岸电变频电源进行电压、电流、频率、谐波、有功功率、无功功率、功率因数等电参数进行测试，同时还能对岸电变频电源直接按不同比例进行突加负载和突卸负载等性能测试。

实施例2，实施例1所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，所述负载组件和高压变压组件设在同一箱体1内，负载组件均匀对称设置在箱体1的左右两侧；

在所述箱体1内设有控制室4和电缆进线室，控制室4两侧的箱体1内设有检修通道3，箱体1正面设有控制室门和检修门，箱体1侧壁上设有进风口6，箱体1顶壁与箱体1侧壁之间设有横向设置的出风口2；

所述的负载组件设有风机冷却机构，所述的风机冷却机构包括若干个轴流风机，轴流风机上设有风量检测传感器和电机过载保护器，在所述的负载模块上设有温度传感器，所述风量检测传感器、温度传感器通过信号线与PLC控制器相接，电机过载保护器通过控制线与PLC控制器相接。

实施例3，实施例1所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，所述干式负载装置还包括上位机和数据采集模块，上位机包括工作台、工控机和液晶显示器， PLC控制器通过控制线与工控机相接，液晶显示器通过信号线与工控机相接，工控机通过网络通讯模块与数据采集模块连接。

实施例4，实施例1所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，所述的负载组件设有用于保护负载模块的电气控制模块，所述的电气控制模块包括断路器、熔断器和接触器，每一组负载模块对应着一组接触器—断路器/熔断器，主回路电路直接控制负载模块的运行，采用接触器—断路器/熔断器控制保护。

本实用新型所述的干式负载装置包括一个可以移动的箱体1，箱体1内设有负载组件和高压变压组件，负载组件由若干负载模块并联而成；

所述箱体1采用集装箱，箱体顶部设有出风口2；箱体1顶部有吊环，底部有叉车插孔5，便于吊装和运输；箱体1内部的负载组件与高压变压组件用固定支架支撑，箱体1有足够的机械强度，满足国标要求。

负载组件由电阻模块、电抗模块、电气控制模块、风机冷却机构、数据采集模块等组成，电阻模块、风机冷却机构均匀对称的放置在箱体1的左右两侧，左右开门便于维护维修，动力电缆接线从集装箱背面接出，动力电缆接线接出口的右边箱体上设有爬梯，箱体1两侧面进风，顶部垂直出风；

箱体前端加设避雷器，控制室4与电缆进线室隔开，控制室4两侧有检修通道，便于负载检修与维护，有效保证了工作人员的安全；控制与接线都在室内进行，不受恶劣天气影响；箱体维修门、进线口7、进风口6、出风口2均有防水密封处理，防水采用船用舱式密封方式；各门关闭后，箱体完全密闭，内部元件可得到最大保护；

箱体构造设计上兼顾散热通风、吊装运输、内部元器件布局等因素，内部支架经过热浸锌处理，内部涂装油漆采用高温漆；固定支架及箱体间的安装固定采用设计好的螺栓连接，元器件合理布置，各模块分布均匀，使箱体重量分布和散热更加合理；

箱体采用侧面进风，顶部出风的风道设计，有效避免逆风现象，顶壁和侧门均可打开并加以固定，操作方便，工作时能方便开启进风口，可做网式或百叶窗式防尘设计；

箱体所有的门均外开，开启角度大于90º，并设定位固定装置，门均有密封措施，并装有把手、锁具（能够防雨、防尘、防锈）, 门限位脱载保护：系统具有门打开保护功能，当设备箱体维修通道门被打开时，设备不能够加载，或瞬时卸载。

所述的电阻模块：

所述的电阻模块由若干电阻器连接而成，连接方式根据测试情况确定。负载电阻要求符合GB/T5729-94《电子设备用固定电阻器》规定，以确保负载电阻的稳定性。

电阻器作为功耗元件，功率密度高，三相电流平衡，经过内绝缘和绝缘板两道隔离，能保证绝缘性和安全性，可预防相邻电阻因内阻下降造成的短路事故。

所述电抗模块：

所述电抗模块由若干三相绕线式铁芯电抗器组合而成，该电抗器是以闭合的铁心为磁路，其中铁心带有一定长度的气隙，铁心外套绕组；其特点是采用空气环氧树脂复合绝缘的形式，因体积小，结构紧凑，便于移动和运输；正常运行时，噪音较小，对周围环境电磁干扰小、绝缘耐热等级高、阻燃、防爆、免维护、寿命长等优点。

所述的电气控制模块：

所述的电气控制模块由断路器、熔断器、接触器以及操作部分构成；主回路电路直接控制负载模块的运行，每一组负载模块都对应着一组接触器—断路器/熔断器。系统通过接触器的通断实现加载功率的变化。

所述的风机冷却机构由多个大型轴流式风机和自动保护装置组成。风机配有风量检测传感器和电机过载保护器。负载模块与出风口位置还装有多个温度传感器，温度传感器与PLC控制器相接，保证负载不会因温度过高而损坏。

所述的上位机由工业计算机和测试软件等组成，工业计算机即工控机。工控机是上位机单元的核心，主要功能是根据测试电源的电压、功率以及功率因数等情况，控制PLC控制器完成感性、阻性负载的调节分配，测试过程中的负载调整也由工控机控制完成；工控机的功能还包括对采集模块的控制、数据的分析处理和报表输出。

所述的数据采集模块由网络服务器、DSP高速数字处理器、电量信号采集器等组成；计算机通过网络通讯模块与数据采集模块连接，完成电压、电流、频率的动态信号以及电压、电流、频率、功率、功率因数等稳态信号的采集和PLC负载控制与故障监控；

工控机：能对电压、电流、功率因数、频率、时间等主要参数进行实时显示，并且对历史和瞬态进行显示。

网络服务器：将串口通讯转换为网络通讯，实现多串口并行，提高通讯速率及可靠性；

数据采集模块：由电压/电流信号处理板、高速DSP采集板等组成，实现高精度稳态、动态数据采集；

PLC控制器：实现负载控制、温度保护、风压保护、安全监控等；

本实用新型所述的干式负载设备具有如下所述的测试功能：交流稳态试验、交流瞬态试验、谐波分析、录波分析、整定测试、连续运行试验、恒功率自动补偿、监控、多界面显示、数据管理功能等等。

Claims (10)

1.一种检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：包括由若干组负载模块并联而成的负载组件，每组负载模块均包括通过并联方式连接的电阻模块和电抗模块，每组负载模块的并联线路上均设有分别控制电阻模块、电抗模块接入的负载开关。

2.根据权利要求1所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述干式负载装置还包括PLC控制器，所述的负载开关通过控制线与PLC控制器相接。

3.根据权利要求2所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述的干式负载装置还包括高压变压组件，所述的高压变压组件包括高压开关柜、高压变压器以及双投开关柜，高压开关柜由高压计量PT/CT柜和变压器保护柜组成，高压电缆接入高压计量PT/CT柜后接出，进入变压器保护柜，再依次经高压变压器、双投开关柜与负载组件相连。

4.根据权利要求3所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述的高压计量PT/CT柜由高压负载控制断路器和高压侧微机综合保护器组成，高压负载控制断路器通过控制线与PLC控制器相接。

5.根据权利要求3或4所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述的干式负载装置还包括与所述双投开关柜相连的低压计量PT/CT柜，所述低压电缆接入低压计量PT/CT柜后，经双投开关柜与负载组件相连。

6.根据权利要求3所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述负载组件和高压变压组件设在同一箱体内，负载组件均匀对称设置在箱体的左右两侧。

7.根据权利要求6所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：在所述箱体内设有控制室和电缆进线室，控制室两侧的箱体内设有检修通道，箱体侧壁上设有控制室门和检修门，箱体侧壁上设有进风口，箱体顶壁与箱体侧壁之间设有横向设置的出风口。

8.根据权利要求2所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述的负载组件设有风机冷却机构，所述的风机冷却机构包括若干个轴流风机，轴流风机上设有风量检测传感器和电机过载保护器，在所述的负载模块上设有温度传感器，所述风量检测传感器、温度传感器通过信号线与PLC控制器相接，电机过载保护器通过控制线与PLC控制器相接。

9. 根据权利要求2所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述干式负载装置还包括上位机和数据采集模块，上位机包括工作台、工控机和液晶显示器，PLC控制器通过控制线与工控机相接，液晶显示器通过信号线与工控机相接，工控机通过网络通讯模块与数据采集模块连接。

10.根据权利要求1所述的检测岸电变频电源性能的干式负载装置，其特征在于：所述的负载组件设有用于保护负载模块的电气控制模块，所述的电气控制模块包括断路器、熔断器和接触器，每一组负载模块对应着一组接触器—断路器/熔断器。