多功能直流測試系統(tǒng)

多功能直流測試系統(tǒng)

一、概述

    DL/T 724-2000《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規(guī)程》第5.3條中，GB/T19826-2014《電力工程直流電源設備通用技術條件和安全要求》第5.2條中及6.3條中，對充電裝置的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度、紋波系數(shù)、充電機效率、蓄電池容量等技術指標及試驗方法有明確的規(guī)定及技術要求。試驗內(nèi)容主要是通過調(diào)壓裝置（如變壓器）將充電機交流輸入電壓在額定電壓±10%內(nèi)變化，通過負載調(diào)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(guī)定范圍內(nèi)變化（電壓調(diào)整范圍為額定值的90%～115%，電流調(diào)整范圍為額定值的0～100%），在調(diào)整范圍內(nèi)測量電壓、電流及紋波值，通過計算，得到充電機的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度及紋波系數(shù)、充電機效率、蓄電池容量等。

但目前電力系統(tǒng)中運行的直流電源設備達到的技術指標，都是由生產(chǎn)廠家在設備出廠試驗時提供的數(shù)據(jù)。現(xiàn)場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指標是否滿足要求。而且運行實踐證明，隨著運行時間的推移，特別是投運1～3年內(nèi)，設備的技術指標會發(fā)生偏移，典型的后果是因充電機指標下降，充電機的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度及紋波系數(shù)超標，蓄電池容量下降等現(xiàn)象。同樣因現(xiàn)場不具備相應的測試手段，無法及時發(fā)現(xiàn)、調(diào)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，但對于充電設備的指標具有嚴格的要求，如不滿足要求則會發(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化技術，蓄電池采用柜式安裝，與自動化設備同裝一室，充電機性能出現(xiàn)問題會造成蓄電池發(fā)熱、溢酸等問題，嚴重者甚至發(fā)生爆炸。

   國內(nèi)進行直流電源性能檢測的機構以及生產(chǎn)廠家用于直流電源檢測的設備均為固定式設備，如固定式調(diào)壓器、負載箱，體積、重量大，無法移動檢測，分析儀器儀表均為常規(guī)設備如電壓表、電流表、示波器等，接線復雜，使用不便，不適合在各變電站移動使用。

   目前，對于直流電源的檢測不具備調(diào)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(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度及紋波系數(shù)的參數(shù)，而充電機往往在輸入交流電壓變化時穩(wěn)壓精度不能滿足要求；而且現(xiàn)場一般通過電爐絲調(diào)節(jié)充電機輸出電壓、電流，但輸出容量往往過小，達不到規(guī)定范圍。造成的后果就是現(xiàn)場人員不能按照規(guī)定進行全部測試點的檢測，特別是一些易發(fā)現(xiàn)問題的極限點的檢測，如交流輸入電壓+10%、輸出空載情況下的穩(wěn)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(tǒng)實際運行參數(shù)的問題，我們自行研制了一套適合于電力系統(tǒng)變電所（站）使用的移動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期現(xiàn)場運行經(jīng)驗，綜合國內(nèi)外相關先進技術而推出的。該裝置可實現(xiàn)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(tǒng)的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度、紋波系統(tǒng)、放電容量等參數(shù)。

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

二、裝置結構

 該裝置的檢測方法嚴格按DL/T 459-2000《電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術條件》規(guī)定執(zhí)行，實現(xiàn)對直流電源的充電機、蓄電池的各項技術指標進行檢測。

（一）裝置可實現(xiàn)的三相交流輸入電壓調(diào)整，其范圍為380 V ±15%；檢測數(shù)據(jù)精度≤0.5%；漢化液晶顯示，可打印測試結果；且人機對話方便。

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

（三）裝置由系統(tǒng)主機裝置、交流電壓調(diào)整裝置組成，如下圖所示。采用微型計算機控制技術，通過調(diào)節(jié)被試充電機的交流輸入電壓及輸出負載，同時系統(tǒng)主機自動進行采樣計算，實現(xiàn)對充電機及蓄電池技術指標的檢測。                    （四）可備份歷史測試記錄。

（五）主機面板布置

    1. U盤連接端口。

    2. 控制輸出該接口控制調(diào)壓裝置自動調(diào)壓。

    3. 電源開關。

    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(shù)據(jù)通信和控制接口，也是裝置升級接口。

    6. U+、U-直流負載接線柱。

    7. 直流斷路器。

（六）調(diào)壓器裝置面板布置圖

 1. 輸入指示燈

 2. 交流輸入接線柱

 3. 交流輸出接線柱

 4. 交流輸入開關

 5. 控制輸入開關

三、裝置主要功能及特點

3.1主要特點

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

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

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

4) 放電測試功能。測試放電全過程，放電完成后，根據(jù)記錄描述放電曲線。

5) 主機系統(tǒng)采用新型高速工業(yè)PC機做處理器及大規(guī)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，人機對話方式控制，操作簡單，使用方便。

7) 采用三相自動數(shù)控調(diào)壓器，輸出精度高、功率大，電壓穩(wěn)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(diào)節(jié)采用無觸點調(diào)節(jié)，精度高，體積小，重量輕，放電無明火。

9) 負載電阻采用8421碼有序排列，可任意組合為用戶所需的負載。

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

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

12) 手動終止放電功能：若在放電過程中，如用戶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) 時鐘顯示及對時功能：實現(xiàn)時間和電流關系，確定安時計。放電過程中，放電電流始終保持不變。

14) 僅用三鍵完成設定，直接輸入數(shù)字，現(xiàn)場打印，并具有RS232和USB接口。

15) 完善的上位機功能，實現(xiàn)電子存檔，報表打印輸出，歷史記錄快速查找，具有分析，數(shù)據(jù)保存，對比確定故障功能。