电力工程直流电源设备核心技术参数自动测试系统技术方案

本新型涉及电力工程的检测自动化装置。由程控调压器、计算机、虚拟示波器、电气参数测控仪和程控电阻负载组成。电气参数测控仪、程控电阻负载和虚拟示波器组成一体化设备。电路采用电压隔离放大器与ＣＰＵ隔离，采用霍尔电流传感器作电流隔离电路。通过Ａ／Ｄ转换，数字处理器实现直流电压、直流电流的测量，程控电阻负载包括负载控制器和电阻。负载控制器采用ＵＣ３８７５控制芯片，控制电阻负载的连续变化，计算机全程控制自动完成试验。完成直流充电电源设备核心技术参数稳流精度、稳压精度，限流试验，限压试验，效率试验等现场测试；可作为蓄电池组容量测试的智能负载，自动完成蓄电池组的放电试验。系统结构合理、测试数据可靠，体积小，适用于各种场合。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力工程的自动测试，特别是电力工程中被测充电装置的直流电 源设备的核心技术参数的自动测试。包括稳流精度、稳压精度、纹波系数等参数测 试、蓄电池组的容量核定性试验等。
技术介绍
目前电力系统直流电源充电装置及变电站直流电源设备评价参数测试方法均以 DL/T459-2000、 DL/T724-2000 、 DL/T781-2001等标准和国家电网生634 号文件为依据。国内进行直流电源装置的质检机构及充电装置或直流屏生产厂 家的检测设备大多为体积大、重量大的固定式，检测分析为常规的电压表、电 流表、示波器等，接线复杂，使用不便，非常不适合在变电站、机站等现场使 用。其检测方法和测量参数的定义与标准GB/T19826-2005《电力工程直流电 源设备通用技术条件及安全要求》都存在较大差异，不适用于电力系统。为了 严格执行国家电网公司十八项反措、运行规范、技术监督管理及设备评价等相 关规定要求，为直流电源设备实施标准化作业，需要有效而简便的符合国家、 行业标准要求的直流电源特性参数测试系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种有效而简便的符合国家标准GB/T19826-2005 《电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》核心技术参数测试要求的测 试系统，该系统体积小、重量轻，计算机全程程序控制，适合在变电站、机站 等现场使用。本技术的目的是这样达到的 一种电力工程直流电源设备核心技术参 数自动测试系统，含程控调压器、计算机、虚拟示波器、电气参数测控仪和程 控电阻负载。电气参数测控仪、程控电阻负载和虚拟示波器组成一体化设备， 程控调压器与电气参数测控仪之间，电气参数测控仪与被测充电装置、计算机 之间分别通过通信接口连接，程控电阻负载与电气参数测控仪通过1/0端口和 0-5V可调隔离电压连接，程控调压器对被测充电装置提供电压，被测充电装置 的输出电压分别加在程控电阻负载和电气参数测控仪上，虚拟示波器与计算机 连接，所述电气参数测控仪包括信号隔离、调理、A/D转换、DSP数字信号处理系统；可编程控制器CPLD;CPU单片机；LCD键盘以及铁电存储器；负载 I/O 0-5V输出；CPU ， CPLD， USB通信接口；时钟几部分。所述电气参数测控仪通过信号隔离、调理、A/D转换、DSP数字信号处理 系统实现直流电压、直流电流的测定，在测量电路中，采用了电压隔离放大器 AD202JY与CPU隔离，采用了霍尔电流传感器作电流隔离电路，A/D、数字处理 器实现直流电压、直流电流的测量，采用的数字处理芯片是CS5460A，CPU通过 SPI总线读取测量数据。所述程控电阻负载是由负载控制器和真空电阻管构成的电力工程高压电阻负载, 负载控制器是移相控制全桥型零电压开关-脉冲调制变换电路和继电器组控制电路， 在负载控制器上分别连接两组真空电阻， 一组为固定真空电阻R2，另一组为继电器 组DL2控制的真空电阻组合R1，直流电压加在两组电阻上；采用的全桥开关相位移 动控制芯片是UC3875。当UC3875的EA+上电压在DC0 5V线性变化时，改变脉 宽调制器的占空比，开关电源输出就从DC0 200V变化。所述负载I/O 0-5V输出是采用数字/模拟变换电路，输出电压经电压隔离 放大器后输出到负载控制器。所述程控电阻负载是由负载控制器和真空电阻管构成的电力工程高压电阻负 载，负载控制器是移相控制全桥型零电压开关-脉冲调制变换电路，在负载控制器上 分别连接两组真空电阻， 一组为固定真空电阻R2，另一组为继电器组DL2控制的真 空电阻组合Rl，直流电压加在两组电阻上。采用的全桥开关相位移动控制芯片是 UC3875 。所述程控调压器是为被测充电装置提供交流电压的调压器，在程控调压器上 安装有多功能表，多功能表是网络电力仪表，通过RS485数字接口实现仪表组网 通讯功能，采用可视度高的LED来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。 所述虚拟示波器是60 MHz采样频率，20 MHz带宽的虚拟示波器。 所述可编程控制器是逻辑控制器，采用型号XC95144的芯片，CPU单片机 是78E516。所述采用电压隔离放大器与CPU隔离，是采用了 AD202JY电压隔离芯片。 所述采用数字处理器实现直流电压、直流电流的测定采用的数字处理芯片 是CS5460A。所述时钟是FM31256芯片，所述铁电存储器是256kB。所述电气参数测控仪上还带有温度传感器，采用数字式温度传感器DSB18B20。本技术的积极效果是实现了全自动电力系统直流电源充电装置的核心 指标的现场一体化测试.对于试验及操作中的高准确度、高效率、高可靠性、高 安全性具有重要意义。表现在以下几个方面1. 采用隔离，高速数字采样技术采集电流、电压的瞬时值，采用DSP数字 信号处理器进行数字滤波和有效值计算，真实地反映了充电装置的输出特性。2. 完全符合GB/T19826-2005规程规范的稳流精度、稳压精度和纹波系数 的测试方法和计算公式即被测充电装置的每个整定值都进行全范围不少于12 个测量点的全自动测试、记录、计算和判断，并自动生成测试报告。测量数据 除可直接打印报告、数据查询外，还能直接用EXCEL格式给未安装本系统的用 户发送数据。3. 高压程控负载采用移相控制全桥变换脉宽调制技术达到程控电阻负载 全范围无缝调节，使程控电阻负载实现0 300V， 0 30A的全范围连续可变， 具有效率高、体积小、重量轻的特点。配有可扩充固定电阻负载，实现0 50A 的全范围连续测试。从而实现符合规程规范的稳流精度、稳压精度、纹波系数、 效率测试和限流试验、限压试验。4. 采用60MHz采样频率的虚拟示波器，在20MHz带宽下，按同轴电缆和匹配阻抗的测试法进行纹波现场测试，更能直观显示测试效果。5. 通过RS232接口与充电装置通讯，利用充电装置的程控AT命令，实现充电装置的参数设置的程控操作。6. 系统还可同时作为蓄电池组的容量核定性试验(容量测试)的智能负载， 自动完成蓄电池组的放电试验。7. 计算机全自动控制测试、调压、调负载、计算、判断，并生成测试报告。测量 数据除可直接打印报告、数据查询外，还能直接用EXCEL格式给未安装本系统的用户 发送数据。8. 电气参数测控仪，程控电阻负载，虚拟示波器组成一体化设备，体积 小，重量轻，使用程序化，方便可靠，维修简单。附图说明图1是本自动测试系统总体结构方框图。图2是测控仪、程控电阻负载一体化的结构原理示意图。图中，CPLD是可 编程控制器，CPU是单片计算机，LCD是液晶显示器，EEPR0M是铁电存储器，CLOCK是时钟，RS232, RS485， USB均为通信接口。 图3是直流电压、直流电流测量电路图。 图4是直流电压0-5V输出的输出电路图。 图5是CPU ，存储，USB接口原理图。 图6是虚拟示波器纹波测试接线图。 图7是程控负载控制器电路原理图。 图8是负载控制芯片UC3875的结构图。 图9是将本测试系统用于蓄电池组容量测试时的连接图。具体实施方式附图给出了本技术的具体实施例。本测试系统用于电力工程中被测充电装置的直流电源设备的核心技术参数的自 动测试。包括稳流精度、稳压精度、纹波系数等参数测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力工程直流电源设备核心技术参数自动测试系统，测试系统含程控调压器、计算机、虚拟示波器、电气参数测控仪和程控电阻负载，其特征在于：电气参数测控仪、程控电阻负载和虚拟示波器组成一体化设备；程控调压器与电气参数测控仪之间，电气参数测控仪与被测充电装置、计算机之间分别通过通信接口连接，程控电阻负载与电气参数测控仪通过Ｉ／Ｏ和０－５Ｖ端口连接，程控调压器对被测充电装置提供电压，被测充电装置的输出电压分别加在程控电阻负载和电气参数测控仪上，虚拟示波器与计算机连接；所述电气参数测控仪包括信号隔离、调理、Ａ／Ｄ转换、ＤＳＰ数字信号处理系统、可编程控制器ＣＰＬＤ、负载Ｉ／Ｏ控制、０－５Ｖ输出、ＣＰＵ单片机、ＬＣＤ键盘、铁电存储器、ＣＰＬＤ、ＲＳ２３２、ＵＳＢ通信接口、温度测量和时钟几部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，陈贤顺，胡灿，丁丹一，曹永兴，刘平，
申请(专利权)人：四川电力试验研究院，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]