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    智能電容器自動化測試系統的技術方案

    發布于:2020-12-29 13:15:30

      本發明涉及無功補償設備測試領域,具體涉及一種智能電容智能自動化測試系統及方法。


      背景技術:


      目前,同步開關型智能電容器作為常用的無功補償設備已廣泛用于配網領域。同步開關型智能電容器具有補償方式靈活、補償效果好、裝置體積小、功耗低、安裝維護方便、使用壽命長、保護功能強、可靠性高等特點,并真正做到過零投切,滿足用戶對設備的實際需求,適應了現代電網對無功補償設備的更高要求。


      為了保證同步開關型智能電容器功能完備、質量可靠,在設備出廠前需要對其功能、性能進行一系列測試。


      技術實現要素:


      本發明針對上述問題,本發明的目的之一在于提供了一種智能電容器自動化測試系統,實現智能電容器的批量、自動化檢測的需求。


      本發明的目的之二在于提供了一種智能電容器自動化測試方法,實現智能電容器的批量、自動化檢測的需求。


      為實現上述目的之一,本發明采取的技術方案是:


      一種智能電容器自動化測試系統,包括:上位機、涌流采集單元、交流母線、多個待測智能電容器以及多個負載單元,其中,所述交流母線通過總開關K接入電網,所述多個待測智能電容器的一端分別通過對應的分開開關接入交流母線,所述多個待測智能電容器的另一端之間相互連接,所述多個負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端,每個負載單元均包括負載本體以及相對應的控制開關,每個負載本體與其對應的控制開關串聯構成一個負載單元,所有負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端;所述涌流采集單元包括控制器和電流互感器,所述電流互感器的一次側連接于交流母線上,所述電流互感器的二次側連接于控制器上,所述電流互感器用于采集交流母線上的涌流,并將所述涌流信息發送給控制器,所述上位機與分開開關和控制開關分別通訊連接,用于控制所述分開開關和控制開關的斷開和閉合。


      進一步地,每個智能電容器均對應設置一電容CPU,相鄰電容CPU之間依次通過RS485通訊線相連,所述電容CPU還通過導線與對應的分開開關相連,任意一電容CPU與上位機通過RS485通訊線相連,以使得上位機和所有電容CPU進行組網,電容CPU用于接收上位發出的投切信號,以控制對應的分開開關的閉合和斷開。


      進一步地,每個負載單元均對應設置一負載CPU,相鄰負載CPU之間依次通過RS485通訊線相連,所述負載CPU還通過導線與對應的控制開關相連,任意一負載CPU與上位機通過RS485通訊線相連,以使得上位機和所有負載CPU進行組網,負載CPU用于接收上位發出的投切信號,以控制對應的控制開關的閉合和斷開。


      進一步地,所述上位機為PC機,所述PC機通過RS485總線與控制器相連,以接收控制器發送的涌流信息。


      進一步地,所述多個待測智能電容器均安裝于智能電容測試車上。


      進一步地,所述負載本體為感性負載,每個負載本體的阻值均不同。


      為實現上述目的之二,本發明采取的技術方案是:


      一種采用上述目的之一的智能電容器自動化測試系統實現智能電容器自動化測試的方法,其包括以下步驟:


      上位機根據投切時間和投切次數依次控制分開開關的閉合,每次投入一個待測智能電容器,其他待測智能電容器的分開開關斷開,同時,上位機根據投入的待測電容器的電容容量控制相匹配的控制開關的閉合,之后,進入測試步驟;


      控制器接收交流母線上的涌流和基本電流,并計算獲得涌流倍數,并將所述涌流倍數和基本電流發送給上位機,所述上位機根據所述基本電流值判定投入的待測智能電容器的容量是否正確。


      進一步地,所述交流母線為三相四線結構;所述控制器接收交流母線上的涌流,并計算獲得涌流倍數,包括:


      控制器接收每相線的涌流,并分別計算每相線上在投入待測智能電容器時的涌流倍數。


      進一步地,目標相線的涌流倍數的計算方法是:


      從待測智能電容器投入前第一預設時間開始,控制器在第二預設時間內,每隔第三預設時間采集一次目標相線上的涌流信息,得到采樣的涌流I1、I2、I3……IN;


      延時第四預設時間后,控制器在第二預設時間內,每隔第三預設時間采集一次目標相線上的涌流信息,得到采樣的涌流I'1、I'2、I'3……I'N;


      控制器計算目標相線的涌流倍數


      其中,目標相線為三相線中任意相線;Imax=max(I1,I2,I3……IN);I'max=max(I'1,I'2,I'3……I'N)。


      與現有技術相比,本發明智能電容器自動化測試系統及方法,其有益效果在于:本發明可以根據測試需求靈活配置投切次數、投入間隔等運行參數;動態電容負載模擬用戶現場短路容量;操作簡單、顯示直觀、測試效率高,滿足了批量、自動化檢測的需求。


      下面,結合附圖以及具體實施方式,對本發明做進一步描述,需要說明的是,在不相沖突的前提下,以下描述的各實施例之間或各技術特征之間可以任意組合形成新的實施例。


      一種智能電容器自動化測試系統,主要應用于同步開關型智能電容器的批量自動化測試,請參照圖1-4所示,其包括上位機、涌流采集單元、交流母線、多個待測智能電容器以及多個負載單元,其中,所述交流母線通過總開關K接入電網,所述多個待測智能電容器的一端分別通過對應的分開開關接入交流母線,所述多個待測智能電容器的另一端之間相互連接,所述多個負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端,每個負載單元均包括負載本體以及相對應的控制開關,每個負載本體與其對應的控制開關串聯構成一個負載單元,所有負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端;所述涌流采集單元包括控制器和電流互感器,所述電流互感器的一次側連接于交流母線上,所述電流互感器的二次側連接于控制器上,所述電流互感器用于采集交流母線上的涌流,并將所述涌流信息發送給控制器,所述上位機與分開開關和控制開關分別通訊連接,用于控制所述分開開關和控制開關的斷開和閉合。


      所述多個待測智能電容器均安裝于智能電容測試車上,智能電容測試車包括車體20以及安裝于車體上的三相電接入口10,該三相電接入口10的一側接入電網,另一側通過總開關K連接至交流母線,交流母線為三相四線結構,每個智能電容器的投切均由其對應的分開開關(KF1,KF2……KFN)控制,每個智能電容器均對應設置一電容CPU,相鄰電容CPU之間依次通過RS485通訊線相連,所述電容CPU還通過導線與對應的分開開關相連,任意一電容CPU與上位機通過RS485通訊線相連,以使得上位機和所有電容CPU進行組網,電容CPU用于接收上位發出的投切信號,以控制對應的分開開關的閉合和斷開。


      每個負載單元均對應設置一負載CPU,負載CPU和相應的控制開關組成控制單元,用于控制負載本體的投入或切出,相鄰負載CPU之間依次通過RS485通訊線相連,所述負載CPU還通過導線與對應的控制開關相連,任意一負載CPU與上位機通過RS485通訊線相連,以使得上位機和所有負載CPU進行組網,負載CPU用于接收上位發出的投切信號,以控制對應的控制開關的閉合和斷開。


      上位機可以為PC機,所述PC機通過RS485總線與控制器相連,以接收控制器發送的涌流信息。


      負載單元設置于負載柜中,所述負載本體為感性負載,負載單元設置為8個,分為8個級別,每個負載單元的負載本體阻值均不同,例如第一個負載本體的阻值為Z,第二個負載本體的阻值為2Z,第三個負載本體的阻值為3Z,以此類推,第八個負載本體的阻值為8Z。


      每個電容CPU和負載CPU均有唯一的ID號,所述上位機根據該唯一的ID號經由電容CPU和負載CPU控制相應的分開開關和控制開關的斷開和閉合。


      采用上述智能電容器自動化測試系統實現智能電容器自動化測試的方法,其包括以下步驟:


      Step1:上位機(PC機)初始化后,通過RS485通訊與所有設備(包括待測智能電容器和負載單元)組網。如果組網成功,則執行下一步,否則終止測試。


      Step2:上位機廣播進入升級模式,所有設備進入升級模式后,開始廣播升級報文;


      Step3:設備升級成功后退出升級模式,控制中心與所有設備重新組網,自動生成所有設備的ID號列表;


      Step4:上位機根據待測智能電容器的電容容量,遠程控制負載柜匹配相應的感性負載;


      Step5:根據實際檢測需要配置投切次數、投入間隔參數;配置完成后,開始進行投切測試。


      Step6:PC機控制待測智能電容器按照ID號從小到大的順序投切,前一臺投入的待測智能電容器作為后一臺待測智能電容器投入時的容性負載,用于模擬待測智能電容器接入處的短路容量。前一臺投入的待測智能電容器在后一臺待測智能電容器投入后切除??刂破鳈z測待測智能電容器投入時交流母線的涌流及投入后基本電流并計算涌流倍數。


      Step7:控制器將檢測數據上報至上位機,上位機實時顯示待測智能電容投入時的涌流倍數,同時根據上報的基本電流值判定所測設備的容量是否正確。


      Step8:一輪投切完成后,若實際投切次數已達到設置的投切次數,則投切完成;否則繼續投切,若一輪投切總時間超過投入間隔時間則重復Step6、Step7,否則延時等待。


      交流母線采用三相四線結構,在Step6步驟中,控制器根據檢測到的交流母線上的涌流,計算獲得涌流倍數,其具體過程為:


      電流互感器為三個(分別為電流互感器CT-A、CT-B、CT-C),分別采集A相線、B相線以及C相線的涌流和基本電流。以A相線的涌流倍數的計算方法為例(其余相線與之類似),其具體方法是:


     ?、購拇郎y智能電容器投入前第一預設時間(例如5ms)開始,控制器在第二預設時間(例如20ms)內,每隔第三預設時間(例如1ms)通過電流互感器CT-A采集一次A相線上的涌流信息,得到采樣的涌流I1、I2、I3……I20;


     ?、谘訒r第四預設時間(例如1s)后,控制器在第二預設時間(例如20ms)內,每隔第三預設時間(例如1ms)通過電流互感器CT-A采集一次A相線上的涌流信息,得到采樣的涌流I'1、I'2、I'3……I'20;


     ?、劭刂破饔嬎隳繕讼嗑€的涌流倍數


      其中,Imax=max(I1,I2,I3……I20);I'max=max(I'1,I'2,I'3……I'20)。


      上述實施方式僅為本發明的優選實施方式,不能以此來限定本發明保護的范圍,本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬于本發明所要求保護的范圍。


      技術特征:


      1.一種智能電容器自動化測試系統,其特征在于包括:上位機、涌流采集單元、交流母線、多個待測智能電容器以及多個負載單元,其中,所述交流母線通過總開關K接入電網,所述多個待測智能電容器的一端分別通過對應的分開開關接入交流母線,所述多個待測智能電容器的另一端之間相互連接,所述多個負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端,每個負載單元均包括負載本體以及相對應的控制開關,每個負載本體與其對應的控制開關串聯構成一個負載單元,所有負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端;所述涌流采集單元包括控制器和電流互感器,所述電流互感器的一次側連接于交流母線上,所述電流互感器的二次側連接于控制器上,所述電流互感器用于采集交流母線上的涌流,并將所述涌流信息發送給控制器,所述上位機與分開開關和控制開關分別通訊連接,用于控制所述分開開關和控制開關的斷開和閉合。


      2.根據權利要求1所述的智能電容器自動化測試系統,其特征在于:每個智能電容器均對應設置一電容CPU,相鄰電容CPU之間依次通過RS485通訊線相連,所述電容CPU還通過導線與對應的分開開關相連,任意一電容CPU與上位機通過RS485通訊線相連,以使得上位機和所有電容CPU進行組網,電容CPU用于接收上位發出的投切信號,以控制對應的分開開關的閉合和斷開。


      3.根據權利要求1所述的智能電容器自動化測試系統,其特征在于:每個負載單元均對應設置一負載CPU,相鄰負載CPU之間依次通過RS485通訊線相連,所述負載CPU還通過導線與對應的控制開關相連,任意一負載CPU與上位機通過RS485通訊線相連,以使得上位機和所有負載CPU進行組網,負載CPU用于接收上位發出的投切信號,以控制對應的控制開關的閉合和斷開。


      4.根據權利要求1所述的智能電容器自動化測試系統,其特征在于:所述上位機為PC機,所述PC機通過RS485總線與控制器相連,以接收控制器發送的涌流信息。


      5.根據權利要求1所述的智能電容器自動化測試系統,其特征在于:所述多個待測智能電容器均安裝于智能電容測試車上。


      6.根據權利要求1所述的智能電容器自動化測試系統,其特征在于:所述負載本體為感性負載,每個負載本體的阻值均不同。


      7.一種采用權利要求1-6任一項所述的智能電容器自動化測試系統實現智能電容器自動化測試的方法,其特征在于,其包括以下步驟:


      上位機根據投切時間和投切次數依次控制分開開關的閉合,每次投入一個待測智能電容器,其他待測智能電容器的分開開關斷開,同時,上位機根據投入的待測電容器的電容容量控制相匹配的控制開關的閉合,之后,進入測試步驟;


      控制器接收交流母線上的涌流和基本電流,并計算獲得涌流倍數,并將所述涌流倍數和基本電流發送給上位機,所述上位機根據所述基本電流值判定投入的待測智能電容器的容量是否正確。


      8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于,所述交流母線為三相四線結構;所述控制器接收交流母線上的涌流,計算獲得涌流倍數,包括:


      控制器接收每相線的涌流,并分別計算每相線上在投入待測智能電容器時的涌流倍數。


      9.根據權利要求8所述的方法,其特征在于,目標相線的涌流倍數的計算方法是:


      從待測智能電容器投入前第一預設時間開始,控制器在第二預設時間內,每隔第三預設時間采集一次目標相線上的涌流信息,得到采樣的涌流I1、I2、I3……IN;


      延時第四預設時間后,控制器在第二預設時間內,每隔第三預設時間采集一次目標相線上的涌流信息,得到采樣的涌流I'1、I'2、I'3……I'N;


      控制器計算目標相線的涌流倍數


      其中,目標相線為三相線中任意相線;Imax=max(I1,I2,I3……IN);I'max=max(I'1,I'2,I'3……I'N)。


      技術總結


      本發明公開了一種智能電容器自動化測試系統,包括:上位機、涌流采集單元、交流母線、多個待測智能電容器以及多個負載單元,多個待測智能電容器的一端分別通過對應的分開開關接入交流母線,多個待測智能電容器的另一端之間相互連接,多個負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端,每個負載單元均包括負載本體以及相對應的控制開關,所有負載單元并聯后接入多個待測智能電容器的另一端;涌流采集單元包括控制器和電流互感器,上位機控制分開開關和控制開關的斷開和閉合。本發明還公開了一種智能電容器自動化測試方法。本發明實現智能電容器的批量、自動化檢測的需求。




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