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一种智能电容器自动化测试系统及方法与流程

作者: 来源: 发布于:2019-11-05 16:33:16

本发明涉及无功补偿设备测试领域,具体涉及一种智能电容智能自动化测试系统及方法。


背景技术:


目前,同步开关型智能电容器作为常用的无功补偿设备已广泛用于配网领域。同步开关型智能电容器具有补偿方式灵活、补偿效果好、装置体积小、功耗低、安装维护方便、使用寿命长、保护功能强、可靠性高等特点,并真正做到过零投切,满足用户对设备的实际需求,适应了现代电网对无功补偿设备的更高要求。


为了保证同步开关型智能电容器功能完备、质量可靠,在设备出厂前需要对其功能、性能进行一系列测试。


技术实现要素:


本发明针对上述问题,本发明的目的之一在于提供了一种智能电容器自动化测试系统,实现智能电容器的批量、自动化检测的需求。


本发明的目的之二在于提供了一种智能电容器自动化测试方法,实现智能电容器的批量、自动化检测的需求。


为实现上述目的之一,本发明采取的技术方案是:


一种智能电容器自动化测试系统,包括:上位机、涌流采集单元、交流母线、多个待测智能电容器以及多个负载单元,其中,所述交流母线通过总开关K接入电网,所述多个待测智能电容器的一端分别通过对应的分开开关接入交流母线,所述多个待测智能电容器的另一端之间相互连接,所述多个负载单元并联后接入多个待测智能电容器的另一端,每个负载单元均包括负载本体以及相对应的控制开关,每个负载本体与其对应的控制开关串联构成一个负载单元,所有负载单元并联后接入多个待测智能电容器的另一端;所述涌流采集单元包括控制器和电流互感器,所述电流互感器的一次侧连接于交流母线上,所述电流互感器的二次侧连接于控制器上,所述电流互感器用于采集交流母线上的涌流,并将所述涌流信息发送给控制器,所述上位机与分开开关和控制开关分别通讯连接,用于控制所述分开开关和控制开关的断开和闭合。


进一步地,每个智能电容器均对应设置一电容CPU,相邻电容CPU之间依次通过RS485通讯线相连,所述电容CPU还通过导线与对应的分开开关相连,任意一电容CPU与上位机通过RS485通讯线相连,以使得上位机和所有电容CPU进行组网,电容CPU用于接收上位发出的投切信号,以控制对应的分开开关的闭合和断开。


进一步地,每个负载单元均对应设置一负载CPU,相邻负载CPU之间依次通过RS485通讯线相连,所述负载CPU还通过导线与对应的控制开关相连,任意一负载CPU与上位机通过RS485通讯线相连,以使得上位机和所有负载CPU进行组网,负载CPU用于接收上位发出的投切信号,以控制对应的控制开关的闭合和断开。


进一步地,所述上位机为PC机,所述PC机通过RS485总线与控制器相连,以接收控制器发送的涌流信息。


进一步地,所述多个待测智能电容器均安装于智能电容测试车上。


进一步地,所述负载本体为感性负载,每个负载本体的阻值均不同。


为实现上述目的之二,本发明采取的技术方案是:


一种采用上述目的之一的智能电容器自动化测试系统实现智能电容器自动化测试的方法,其包括以下步骤:


上位机根据投切时间和投切次数依次控制分开开关的闭合,每次投入一个待测智能电容器,其他待测智能电容器的分开开关断开,同时,上位机根据投入的待测电容器的电容容量控制相匹配的控制开关的闭合,之后,进入测试步骤;


控制器接收交流母线上的涌流和基本电流,并计算获得涌流倍数,并将所述涌流倍数和基本电流发送给上位机,所述上位机根据所述基本电流值判定投入的待测智能电容器的容量是否正确。


进一步地,所述交流母线为三相四线结构;所述控制器接收交流母线上的涌流,并计算获得涌流倍数,包括:


控制器接收每相线的涌流,并分别计算每相线上在投入待测智能电容器时的涌流倍数。


进一步地,目标相线的涌流倍数的计算方法是:


从待测智能电容器投入前第一预设时间开始,控制器在第二预设时间内,每隔第三预设时间采集一次目标相线上的涌流信息,得到采样的涌流I1、I2、I3……IN;


延时第四预设时间后,控制器在第二预设时间内,每隔第三预设时间采集一次目标相线上的涌流信息,得到采样的涌流I'1、I'2、I'3……I'N;


控制器计算目标相线的涌流倍数


其中,目标相线为三相线中任意相线;Imax=max(I1,I2,I3……IN);I'max=max(I'1,I'2,I'3……I'N)。


与现有技术相比,本发明智能电容器自动化测试系统及方法,其有益效果在于:本发明可以根据测试需求灵活配置投切次数、投入间隔等运行参数;动态电容负载模拟用户现场短路容量;操作简单、显示直观、测试效率高,满足了批量、自动化检测的需求。


附图说明


图1为本发明智能电容器自动化测试系统的结构图;


图2为图1中智能电容器的连接关系图;


图3为智能电容测试车的结构示意图;


图4为负载单元的电路原理图。


具体实施方式


下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。


一种智能电容器自动化测试系统,主要应用于同步开关型智能电容器的批量自动化测试,请参照图1-4所示,其包括上位机、涌流采集单元、交流母线、多个待测智能电容器以及多个负载单元,其中,所述交流母线通过总开关K接入电网,所述多个待测智能电容器的一端分别通过对应的分开开关接入交流母线,所述多个待测智能电容器的另一端之间相互连接,所述多个负载单元并联后接入多个待测智能电容器的另一端,每个负载单元均包括负载本体以及相对应的控制开关,每个负载本体与其对应的控制开关串联构成一个负载单元,所有负载单元并联后接入多个待测智能电容器的另一端;所述涌流采集单元包括控制器和电流互感器,所述电流互感器的一次侧连接于交流母线上,所述电流互感器的二次侧连接于控制器上,所述电流互感器用于采集交流母线上的涌流,并将所述涌流信息发送给控制器,所述上位机与分开开关和控制开关分别通讯连接,用于控制所述分开开关和控制开关的断开和闭合。


所述多个待测智能电容器均安装于智能电容测试车上,智能电容测试车包括车体20以及安装于车体上的三相电接入口10,该三相电接入口10的一侧接入电网,另一侧通过总开关K连接至交流母线,交流母线为三相四线结构,每个智能电容器的投切均由其对应的分开开关(KF1,KF2……KFN)控制,每个智能电容器均对应设置一电容CPU,相邻电容CPU之间依次通过RS485通讯线相连,所述电容CPU还通过导线与对应的分开开关相连,任意一电容CPU与上位机通过RS485通讯线相连,以使得上位机和所有电容CPU进行组网,电容CPU用于接收上位发出的投切信号,以控制对应的分开开关的闭合和断开。


每个负载单元均对应设置一负载CPU,负载CPU和相应的控制开关组成控制单元,用于控制负载本体的投入或切出,相邻负载CPU之间依次通过RS485通讯线相连,所述负载CPU还通过导线与对应的控制开关相连,任意一负载CPU与上位机通过RS485通讯线相连,以使得上位机和所有负载CPU进行组网,负载CPU用于接收上位发出的投切信号,以控制对应的控制开关的闭合和断开。


上位机可以为PC机,所述PC机通过RS485总线与控制器相连,以接收控制器发送的涌流信息。


负载单元设置于负载柜中,所述负载本体为感性负载,负载单元设置为8个,分为8个级别,每个负载单元的负载本体阻值均不同,例如第一个负载本体的阻值为Z,第二个负载本体的阻值为2Z,第三个负载本体的阻值为3Z,以此类推,第八个负载本体的阻值为8Z。


每个电容CPU和负载CPU均有唯一的ID号,所述上位机根据该唯一的ID号经由电容CPU和负载CPU控制相应的分开开关和控制开关的断开和闭合。


采用上述智能电容器自动化测试系统实现智能电容器自动化测试的方法,其包括以下步骤:


Step1:上位机(PC机)初始化后,通过RS485通讯与所有设备(包括待测智能电容器和负载单元)组网。如果组网成功,则执行下一步,否则终止测试。


Step2:上位机广播进入升级模式,所有设备进入升级模式后,开始广播升级报文;


Step3:设备升级成功后退出升级模式,控制中心与所有设备重新组网,自动生成所有设备的ID号列表;


Step4:上位机根据待测智能电容器的电容容量,远程控制负载柜匹配相应的感性负载;


Step5:根据实际检测需要配置投切次数、投入间隔参数;配置完成后,开始进行投切测试。


Step6:PC机控制待测智能电容器按照ID号从小到大的顺序投切,前一台投入的待测智能电容器作为后一台待测智能电容器投入时的容性负载,用于模拟待测智能电容器接入处的短路容量。前一台投入的待测智能电容器在后一台待测智能电容器投入后切除。控制器检测待测智能电容器投入时交流母线的涌流及投入后基本电流并计算涌流倍数。


Step7:控制器将检测数据上报至上位机,上位机实时显示待测智能电容投入时的涌流倍数,同时根据上报的基本电流值判定所测设备的容量是否正确。


Step8:一轮投切完成后,若实际投切次数已达到设置的投切次数,则投切完成;否则继续投切,若一轮投切总时间超过投入间隔时间则重复Step6、Step7,否则延时等待。


交流母线采用三相四线结构,在Step6步骤中,控制器根据检测到的交流母线上的涌流,计算获得涌流倍数,其具体过程为:


电流互感器为三个(分别为电流互感器CT-A、CT-B、CT-C),分别采集A相线、B相线以及C相线的涌流和基本电流。以A相线的涌流倍数的计算方法为例(其余相线与之类似),其具体方法是:


①从待测智能电容器投入前第一预设时间(例如5ms)开始,控制器在第二预设时间(例如20ms)内,每隔第三预设时间(例如1ms)通过电流互感器CT-A采集一次A相线上的涌流信息,得到采样的涌流I1、I2、I3……I20;


②延时第四预设时间(例如1s)后,控制器在第二预设时间(例如20ms)内,每隔第三预设时间(例如1ms)通过电流互感器CT-A采集一次A相线上的涌流信息,得到采样的涌流I'1、I'2、I'3……I'20;


③控制器计算目标相线的涌流倍数


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


上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。




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