多功能直流測試系統

多功能直流測試系統

一、概述

    DL/T 724-2000《電力系統用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術(shù)規程》第5.3條中，GB/T19826-2014《電力工程直流電源設備通用技術(shù)條件和安全要求》第5.2條中及6.3條中，對充電裝置的穩壓精度、穩流精度、紋波系數、充電機效率、蓄電池容量等技術(shù)指標及試驗方法有明確的規定及技術(shù)要求。試驗內容主要是通過(guò)調壓裝置（如變壓器）將充電機交流輸入電壓在額定電壓±10%內變化，通過(guò)負載調整裝置（如放電電阻），使充電機的直流輸出電壓及輸出電流在規定范圍內變化（電壓調整范圍為額定值的90%～115%，電流調整范圍為額定值的0～100%），在調整范圍內測量電壓、電流及紋波值，通過(guò)計算，得到充電機的穩壓精度、穩流精度及紋波系數、充電機效率、蓄電池容量等。

但目前電力系統中運行的直流電源設備達到的技術(shù)指標，都是由生產(chǎn)廠(chǎng)家在設備出廠(chǎng)試驗時(shí)提供的數據?，F場(chǎng)檢修維護人員因不具備相應的測試手段，難以確認設備的技術(shù)指標是否滿(mǎn)足要求。而且運行實(shí)踐證明，隨著(zhù)運行時(shí)間的推移，特別是投運1～3年內，設備的技術(shù)指標會(huì )發(fā)生偏移，典型的后果是因充電機指標下降，充電機的穩壓精度、穩流精度及紋波系數超標，蓄電池容量下降等現象。同樣因現場(chǎng)不具備相應的測試手段，無(wú)法及時(shí)發(fā)現、調整，所造成的后果就是蓄電池提前失效或損壞，直接威脅電網(wǎng)的安全運行。特別是對于廣泛采用的閥控密封鉛酸蓄電池，雖具有不需加酸加水、維護量小的優(yōu)點(diǎn)，但對于充電設備的指標具有嚴格的要求，如不滿(mǎn)足要求則會(huì )發(fā)生干涸、熱失控等故障，很快失效報廢。另外，目前變電站多采用綜合自動(dòng)化技術(shù)，蓄電池采用柜式安裝，與自動(dòng)化設備同裝一室，充電機性能出現問(wèn)題會(huì )造成蓄電池發(fā)熱、溢酸等問(wèn)題，嚴重者甚至發(fā)生爆炸。

   國內進(jìn)行直流電源性能檢測的機構以及生產(chǎn)廠(chǎng)家用于直流電源檢測的設備均為固定式設備，如固定式調壓器、負載箱，體積、重量大，無(wú)法移動(dòng)檢測，分析儀器儀表均為常規設備如電壓表、電流表、示波器等，接線(xiàn)復雜，使用不便，不適合在各變電站移動(dòng)使用。

   目前，對于直流電源的檢測不具備調整交流輸入電壓設備，只能采用市電交流電源，因此不能檢驗交流輸入電壓變化情況下穩壓精度、穩流精度及紋波系數的參數，而充電機往往在輸入交流電壓變化時(shí)穩壓精度不能滿(mǎn)足要求；而且現場(chǎng)一般通過(guò)電爐絲調節充電機輸出電壓、電流，但輸出容量往往過(guò)小，達不到規定范圍。造成的后果就是現場(chǎng)人員不能按照規定進(jìn)行全部測試點(diǎn)的檢測，特別是一些易發(fā)現問(wèn)題的極限點(diǎn)的檢測，如交流輸入電壓+10%、輸出空載情況下的穩壓精度。為解決因檢測設備不具備而不能得到直流電源系統實(shí)際運行參數的問(wèn)題，我們自行研制了一套適合于電力系統變電所（站）使用的移動(dòng)式直流電源微機檢測裝置。

該裝置是集多年的研制成果和長(cháng)期現場(chǎng)運行經(jīng)驗，綜合國內外相關(guān)先進(jìn)技術(shù)而推出的。該裝置可實(shí)現不同容量充電機以及500 A·h及以下蓄電池組容量的檢測和試驗，并能準確可靠的測試出變電站直流電源系統的穩壓精度、穩流精度、紋波系統、放電容量等參數。

本系統采用最新型PC機為主機，配備液晶顯示器、微打印機等設備。通過(guò)現場(chǎng)的長(cháng)期實(shí)際運行表明：該裝置具有功能完善、抗干擾性強、可靠性高、透明度好、結構簡(jiǎn)單、攜帶方便與國家標準全部吻合等優(yōu)點(diǎn)。

二、裝置結構

 該裝置的檢測方法嚴格按DL/T 459-2000《電力系統直流電源柜訂貨技術(shù)條件》規定執行，實(shí)現對直流電源的充電機、蓄電池的各項技術(shù)指標進(jìn)行檢測。

（一）裝置可實(shí)現的三相交流輸入電壓調整，其范圍為380 V ±15%；檢測數據精度≤0.5%；漢化液晶顯示，可打印測試結果；且人機對話(huà)方便。

（二）該裝置在設計上采用模塊化組合結構，體積小、重量輕，方便車(chē)載運輸及在各變電站移動(dòng)檢測。

（三）裝置由系統主機裝置、交流電壓調整裝置組成，如下圖所示。采用微型計算機控制技術(shù)，通過(guò)調節被試充電機的交流輸入電壓及輸出負載，同時(shí)系統主機自動(dòng)進(jìn)行采樣計算，實(shí)現對充電機及蓄電池技術(shù)指標的檢測。                    （四）可備份歷史測試記錄。

（五）主機面板布置

    1. U盤(pán)連接端口。

    2. 控制輸出該接口控制調壓裝置自動(dòng)調壓。

    3. 電源開(kāi)關(guān)。

    4. 電源插座（帶保險）保險為250V/3A

    5. 通信接口裝置與上位機數據通信和控制接口，也是裝置升級接口。

    6. U+、U-直流負載接線(xiàn)柱。

    7. 直流斷路器。

（六）調壓器裝置面板布置圖

 1. 輸入指示燈

 2. 交流輸入接線(xiàn)柱

 3. 交流輸出接線(xiàn)柱

 4. 交流輸入開(kāi)關(guān)

 5. 控制輸入開(kāi)關(guān)

三、裝置主要功能及特點(diǎn)

3.1主要特點(diǎn)

1) 全自動(dòng)型測試，裝置按菜單方式完成各種試驗功能，電壓穩定精度及紋波系數測試、穩流精度、效率的測試。

2) 全自動(dòng)測試直流電源的負載電流、直流電壓、穩壓精度、紋波系數、充電機效率等參數測試。

3) 直流穩定精度功能:自動(dòng)功能測試充電電壓、負載電流、穩流精度、脈沖峰值、脈沖谷值、電壓平均值、穩壓精度、輸出電壓波動(dòng)極限值、穩流精度等參數。

4) 放電測試功能。測試放電全過(guò)程，放電完成后，根據記錄描述放電曲線(xiàn)。

5) 主機系統采用新型高速工業(yè)PC機做處理器及大規模集成電路(CPLD)，可靠性高，性能優(yōu)良。

6) 自帶大屏幕圖形LCD7.5寸彩屏，全漢化圖形界面，人機對話(huà)方式控制，操作簡(jiǎn)單，使用方便。

7) 采用三相自動(dòng)數控調壓器，輸出精度高、功率大，電壓穩定度高。

8) 用新型大功率功耗器件為負載，負載能力強，輸出調節采用無(wú)觸點(diǎn)調節，精度高，體積小，重量輕，放電無(wú)明火。

9) 負載電阻采用8421碼有序排列，可任意組合為用戶(hù)所需的負載。

10) 放電報警功能：在放電過(guò)程中，如電池組端電壓小于報警電壓，裝置音響報警提示用戶(hù)，并在界面顯示報警信息。

11) 自動(dòng)終止放電功能：若在放電過(guò)程中，如電池組端電壓小于終止電壓，為防止過(guò)放電，程序即可終止放電，裝置聲音報警提示用戶(hù)，并在界面顯示報警信息。

12) 手動(dòng)終止放電功能：若在放電過(guò)程中，如用戶(hù)需要終止放電可在界面選擇“終止放電"鍵，程序即可終止放電。

13) 時(shí)鐘顯示及對時(shí)功能：實(shí)現時(shí)間和電流關(guān)系，確定安時(shí)計。放電過(guò)程中，放電電流始終保持不變。

14) 僅用三鍵完成設定，直接輸入數字，現場(chǎng)打印，并具有RS232和USB接口。

15) 完善的上位機功能，實(shí)現電子存檔，報表打印輸出，歷史記錄快速查找，具有分析，數據保存，對比確定故障功能。