基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪及方法技术

本公开提供了一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪及方法，包括电源单元、主控单元和HMI显控单元，所述电源单元，用于提供待测模块所需的直流电压；所述HMI显控单元，被配置为实现人机交互功能；所述主控单元，与功率单元模块通信、与HMI显控单元通信，被配置为下发通信报文，从所述HMI显控单元判断通信状态，若接收到的报文正确，则判断通信回路正常。本公开在整机不拆卸单元模块的情况下，利用HMI技术实现模块的功能测试和参数校正，在上电前保证单元模块的功能完全正常。

Portable high voltage chain APF module tester and method based on HMI

【技术实现步骤摘要】
基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪及方法
本公开属于高压链式APF模块测试
，涉及一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。随着现代生产工艺的不断提高，大量精密设备、智能自动化设备的不断投入，电能质量受到了极大的关注。高压有源电力滤波器(ActivePowerFilter，简称APF)以其能够集中补偿、动态连续补偿、响应速度快、占地面积小、损耗小、效率高，安装便利，受到了许多客户的青睐。高压链式APF以其单模块开关频率低、损耗小，维护量少、成本低成为了高压APF市场的主流。由于APF模块化使得现场售后服务工作和调试工作的复杂性大大增加，以10kV5MVA三相Y接高压APF为例，所配高压APF共有模块36个，每个重量25kg，一个人短时间难以全部拆卸安装，且拆卸过程相对复杂；高压操作规范的要求使得现场检测工作难度大大提升；运行维护人员由于对设备认识程度和专业技术水平限制，无法对模块进行检测，无法准确反映设备状况，导致设备整体维护成本增加。此外损坏模块上电时可能会造成炸机等极为严重的后果。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪及方法，本公开能够在上电前对单元模块进行功能检测，准确反应模块状态，减少现场工作量，大大提高工作效率。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪，包括：电源单元、主控单元和HMI显控单元，其中：所述电源单元，用于提供待测模块所需的直流电压；所述HMI显控单元，被配置为实现人机交互功能；所述主控单元，与功率单元模块通信、与HMI显控单元通信，被配置为下发通信报文，从所述HMI显控单元判断通信状态，若接收到的报文正确，则判断通信回路正常。所述主控单元实现接受数字信号与模拟信号的处理，故障信息的判断，PWM指令信号的发送与接收，控制系统的自动运行与状态检测，设备的启停和同步的接收发送。作为可选择的实施方式，所述主控单元与待测模块之间光纤通信连接，所述主控单元具有光纤通信接口，进行光信号的接收与发送。作为可选择的实施方式，所述主控单元被配置为实现启停信号发送接收、数据通信发送接收、指令信号发送和同步信号发送；所述启停信号报文实现单元模块的启动、停止；所述数据通信信号的报文包含母线电压值、温度值、模块单元状态位，根据报文能够判断模块故障类别、并根据母线电压值和温度值校正采样电路和温度PT变送器；所述指令信号为输出电流指令信号，实现PWM占空比调节；所述同步信号用于校正同步信号电路。作为可选择的实施方式，所述主控单元包括处理器与RS485通信接口；所述处理器为主控单元控制逻辑与信号处理，能够接收通信信号并自动完成所需任务；所述RS485通信接口为主控单元与HMI显控屏进行数据交换的接口。作为可选择的实施方式，所述电源单元包括交流供电接口、直流电压输出接口以及控制系统供电单元，所述交流供电接口为模块测试仪供电接口连接外部交流电源；所述直流电压输出接口连接待测模块；所述控制系统供电单元分别连接所述HMI显控单元与所述主控单元。作为可选择的实施方式，所述测试仪包括一外壳，所述外壳用于容纳所述电源单元、主控单元和HMI显控单元。上述测试仪的工作方法，包括以下步骤：供电测试：所述电源单元给待测模块供电，若待测模块的供电指示灯常亮，则表明测试模块电源回路初检正常；通信测试：所述主控模块向待测模块下发通信报文，从所述HMI显控单元判断通信状态，若接收到的报文正确，则判断通信回路正常；其他光纤通信回路测试：通过所述接收报文所包含的信息，根据HMI显控单元观察待测模块的启停回路、指令电路、同步电路是否存在故障，若无故障则表明其他光纤通信回路正常；模拟量检测：通过所述HMI显控单元察看所述接收报文的模块供电电压值是否与预期供电电压值一致，若偏差在允许误差范围内则判定模块供电回路正常工作。IGBT测试：所述主控单元向待测模块下达脉冲增减指令，从待测模块的交流母排侧检测出交流电压变化，若变化规律与指令信号变化规律一致，则说明IGBT正常。作为进一步的限定，在通信测试时，调节主控单元的地址，使其与待测模块的地址一致。作为进一步的限定，在上电前，进行预检：所述主控单元向待测模块下达启动指令，通过所述HMI显控单元观察是否存在过流或过压故障。若完成整个测试过程，则表明整个待测模块正常，预检完成，可以上电测试。在IGBT测试过程中，利用IGBT自身寄生参数，实现电压由二次侧向一次侧耦合，进而实现信号增减的功能。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开在整机不拆卸单元模块的情况下，利用HMI技术实现模块的功能测试和参数校正，在上电前保证单元模块的功能完全正常；能够在HMI显控单元直观显示系统状态、模拟量值。本公开集成程度高，小巧，便于携带，能够协助现场售后工程师检查设备运行状态，做好单元模块上电前所有准备工作，能够同时检测3个模块，大大缩短了维护时间。操作简单，智能化程度高，无需操作人员具有很高的知识水平。现场运行维护人员能够自主检测模块状态，既节约了业主售后维护成本，也节约了厂家运营成本、人员成本，大大减小了检修时间，提升了整体效率和供电可靠性。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本实施例的模块测试仪组成与各部分功能简图；图2为单元模块测试流程图；图3为本实施例的模块测试仪拓扑结构图；图4为HMI显控单元的主界面图；图5为HMI参数设定界面图；具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本实施例旨在提供一种具有人机界面(HumanMachineInterface，简称HMI)的便携式高压链式APF模块测试仪。具有良好的HMI系统的模块测试仪能够使现场运行人员在简单培训后也能够自行检测设备，大大减小了APF厂家的人工成本也减小了客户的维护成本，提升了沟通效率；能够在不拆卸模块的情况，准确反应模块状态，减少现场工作量，大大提高工作效率。具体的方案如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪，其特征是：包括：电源单元、主控单元和HMI显控单元，其中：/n所述电源单元，用于提供待测模块所需的直流电压；/n所述HMI显控单元，被配置为实现人机交互功能；/n所述主控单元，与功率单元模块通信、与HMI显控单元通信，被配置为下发通信报文，从所述HMI显控单元判断通信状态，若接收到的报文正确，则判断通信回路正常。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪，其特征是：包括：电源单元、主控单元和HMI显控单元，其中：
所述电源单元，用于提供待测模块所需的直流电压；
所述HMI显控单元，被配置为实现人机交互功能；
所述主控单元，与功率单元模块通信、与HMI显控单元通信，被配置为下发通信报文，从所述HMI显控单元判断通信状态，若接收到的报文正确，则判断通信回路正常。


2.如权利要求1所述的一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪，其特征是：所述主控单元与待测模块之间光纤通信连接，所述主控单元具有光纤通信接口，进行光信号的接收与发送。


3.如权利要求1所述的一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪，其特征是：所述主控单元被配置为实现启停信号发送接收、数据通信发送接收、指令发送和同步信号发送；所述启停信号报文实现单元模块的启动、停止；所述数据通信信号的报文包含母线电压值、温度值、模块单元状态位，根据报文能够判断模块故障类别、并根据母线电压值和温度值校正采样电路和温度PT；所述指令信号为输出电流指令信号，实现PWM占空比调节；所述同步信号用于校正同步信号电路。


4.如权利要求1所述的一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪，其特征是：所述主控单元包括处理器与RS485通信接口；所述处理器为主控单元控制逻辑与信号处理，能够自动完成信号处理、故障诊断、设备运行与信号得接收与发送；所述RS485通信接口为主控单元与HMI显控屏进行数据交换的接口。


5.如权利要求1所述的一种基于HMI的便携式高压链式APF模块测试仪，其特征是：所述电源单元包括交流供电接口、直流电压输出接口以及控制系统供电单元，所述交流供电接口为模块测试仪供电接口连接外部交流电源；所述直流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金斗，迟恩先，王德涛，申志广，曹里程，鞠洪兵，董宝金，焦锡元，
申请(专利权)人：山东华天电气有限公司，山东山大华天科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37