CN204177934U - 同轴反馈式多电压发电机测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种同轴反馈式多电压发电机测试装置，涉及发电机测试设备，解决现有设备测试效率低、误差大的问题，测试装置是由反馈同步电机，直流补偿电机以及被测试发电机连接成一个电机组，其中直流补偿电机由整流控制柜供电，反馈同步电机由第一低压控制柜供电，被测试发电机的电源通过电缆连接或由高压控制柜供电，或由第一低压控制柜供电；高压控制柜与第二低压控制柜之间通过变压器及母线铜排连接；高压控制柜及第二低压控制柜由高压集控台手动操作控制；低压控制柜，反馈同步电机及被测试发电机由低压集控台手动操作控制。本装置能真实的模拟实际负载，可以准确的获得测试数据，且显著的缩短了测试时间，提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及反馈式多电压无刷同步发电机测试设备，尤其是指三台电机同轴安装的一种同轴反馈式多电压发电机测试装置。
背景技术
现有柴油发电机组用中小型无刷同步发电机的测试一般有两种方式：
直接负载法测试：较小功率的发电机的型式试验一般通过交流变频或直流电动机拖动被测试发电机，用水电阻负载或电阻箱、电抗器直接作为发电机的负载进行负载试验；
低功率因数法或空载短路法：中型及较大型的柴油机组用发电机的产品定型试验由于受负载及试验成本的限制，一般通过低功率因数法或空载短路法进行模拟负载试验。
由于产品定型试验周期一般较长，用直接负载法测试发电机时发电机发出的有功功率及无功功率都是直接通过电阻箱或电抗器全功率消耗，电能被完全浪费，长期进行这样的试验不但要承担昂贵的电费，还需要受到工厂供电能力的制约。而采用低功率因数法或空载短路法虽然能节省电能，但测试不能完全模拟实际工况，试验数据误差较大，而且空载短路法需要经过反复多次的测试，测试效率低下，影响成品生产的进度。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种同轴反馈式多电压发电机测试装置，能准确的完成发电机型式试验的各个测试项目，同时能降低测试成本。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：所述测试装置由反馈同步电机，直流补偿电机，第一低压控制柜，变压器，静音箱，高压控制柜，高压集控台，低压集控台，被测试发电机，整流控制柜，底座及第二低压控制柜组成；
所述反馈同步电机，直流补偿电机以及被测试发电机通过两组联轴器连接成一个电机组，其依次按直流补偿电机，反馈同步电机及被测试发电机从前到后轴向串列同轴安装在所述底座上；
所述直流补偿电机由整流控制柜供电，所述整流控制柜由电网供电；所述反馈同步电机由第一低压控制柜供电；所述被测试发电机的电源通过电缆连接或由高压控制柜供电，或由第一低压控制柜供电；
所述高压控制柜与第二低压控制柜之间通过变压器及母线铜排连接，其中变压器的高压端与高压控制柜通过母线铜排连接，低压端与第二低压控制柜通过母线铜排连接；所述变压器为多抽头变压器；所述第二低压控制柜与第一低压控制柜之间通过主铜排连接，作为主电能输送线；第二低压控制柜内，在主电能输送线与变压器的低压端连接线之间设有主开关、变压器低压保护及测量***；
所述高压集控台是对高压控制柜及第二低压控制柜的测量终端，显示终端，分档选择按钮，急停按钮，工控机，液晶屏，数据输出及打印设备进行手动操作的高压操作台；所述低压集控台是对低压控制柜的测量终端，显示终端，反馈同步电机及被测试发电机的有功功率和无功功率的控制按钮，并车合闸按钮，急停按钮，工控机，单片机及扭矩仪显示端口进行手动操作的低压操作台；所述高压集控台及低压集控台都安装在中央控制室内。
所述反馈同步电机采用反馈式无刷同步电机，直流补偿电机采用型号为Z4-280-32的标准电机。
所述电机组置于所述静音箱内。
所述高压控制柜的输出电压范围为3300V-13800V。
所述第一低压控制柜的输出电压范围为380V-480V。
所述被测试发电机的电源通过电缆连接或由高压控制柜供电，或由第一低压控制柜供电是指：被测试发电机是高压发电机时，其电源端通过电缆连接到高压控制柜，同时所述主开关接通；被测试发电机是低压发电机时，其电源端通过电缆连接到第一低压控制柜，同时所述主开关断开。
所述变压器有12个抽头，在高压侧输出或3300V或4160V或6600V或11000V或13800V的电压。
所述变压器的额定功率与反馈同步电机的额定功率一致。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的同轴反馈式同步发电机测试***额定测试功率为2000KW。可测试570Fr、740Fr、860Fr、1000Fr四个机座号的发电机。该装置通过三台串联式同轴安装的电机实现反馈测试的功能，不需要电阻箱，电抗器等直接负载，能最大限度的节省能源，2000KW的测试容量所需的用电量不超过250KW。中间的同步电机作为被测试发电机的负载，可以非常真实的模拟实际负载，可以准确的获得测试数据，且显著的缩短了测试时间，提高了生产效率。
为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1为本实用新型测试装置的结构示意图；
具体实施方式
下面结合实施例的附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
参见图1，本测试装置主要由反馈同步电机1，直流补偿电机2，第一低压控制柜3，变压器4，高压控制柜5，静音箱6，高压集控台71，低压集控台72，被测试发电机8，整流控制柜9，底座10及第二低压控制柜11组成。
所述反馈同步电机1(采用反馈式无刷同步电机)，所述直流补偿电机2(采用型号为Z4-280-32的标准电机)以及被测试发电机8这三台电机通过两组联轴器连接成一个电机组，其依次按直流补偿电机2，反馈同步电机1及被测试发电机8从前到后轴向串列同轴安装在一个底座10上，所述反馈同步电机1，直流补偿电机2及被测试发电机8置于一个静音箱6内。
所述直流补偿电机2通过整流控制柜9供电，整流控制柜9的电源直接由电网供电。
所述反馈同步电机1的电源是第一低压控制柜3提供的。
所述被测试发电机8通过电缆连接到高压控制柜5(高压控制柜5的输出电压范围为3300V-13800V)或第一低压控制柜3(第一低压控制柜3的输出电压范围为380V-480V)供电：被测试发电机8是高压发电机时，其电源端通过电缆连接到高压控制柜5(采用高压控制柜5供电)，被测试发电机8是低压发电机时，其电源端通过电缆连接到第一低压控制柜3(采用第一低压控制柜3供电)。图1是本测试装置的示意图，图1所示的被测试发电机8是高压发电机，所以图上的电源连接线直接接到高压柜5，如果被测试发电机8是低压发电机，该电源连接线就换接到低压柜3。
所述高压控制柜5处于一个高压测试区域GY内，所述变压器4与第二低压控制柜11也设在高压测试区域GY内，高压控制柜5与第二低压控制柜11之间通过大容量的变压器4及母线铜排连接，其中变压器4的高压端与高压控制柜5通过母线铜排连接，变压器4的低压端与第二低压控制柜11通过母线铜排连接，第二低压控制柜11与第一低压控制柜3之间通过主铜排连接，作为主电能输送线，第二低压控制柜11内，在主电能输送线与变压器的低压端连接线之间设有主开关、变压器低压保护及测量***，被测试发电机8是高压发电机时将其电源电缆直接连接到高压柜，此时主开关接通；被测试发电机8是低压发电机时将其电源电缆直接接入低压柜3，主开关断开，防止电能反馈回变压器及高压端。
所述高压测试区域GY内的部件，低压控制柜3及整流柜9均安装在静音箱6外。
所述高压集控台71是对高压控制柜5及第二低压控制柜11的测量终端，显示终端，分档选择按钮，急停按钮，工控机，液晶屏，数据输出及打印设备进行手动操作的高压操作台,具体是指：高压集控台71内所有的数据来自高压控制柜5及第二低压控制柜11的测量、保护及显示终端通过控制电缆连接各档位互感器，并将测得的所有数据同时通过数模转换经通信光纤输入工控机，操作人员通过工控机对高压***进行控制及操作，也可通过集控台的操作按钮实现所有手动操作。
所述低压集控台72是对低压控制柜3的测量终端，显示终端，反馈同步电机及被测试发电机的有功功率和无功功率的控制按钮，并车合闸按钮，急停按钮，工控机，单片机及扭矩仪显示端口进行手动操作的低压操作台，具体是指：低压集控台72内所有数据来自低压控制柜3，该集控台内各终端通过控制电缆连接低压柜内各元件的副边端，获得的数据通过数模转换装置分别输入单片机及低压端工控机，操作人员通过工控机实现对低压***的所有操作。同时也可通过集控台的按钮及电位器实现所有手动操作。
所述高压集控台71及低压集控台72都安装在中央控制室内，通过***软件、视频监控***、控制电缆及通信光纤实现对整个测试装置操作及监控。所述视频监控***也通过工控机整合处理各监控探头获得的实时图像，实现对静音箱内机组，各控制柜，变压器，及整个测试区域的安全监控。
本实用新型的多电压是通过变压器4的多抽头实现的，该变压器有12个抽头，通过不同抽头的组合，可以在高压侧实现3300V、4160V、6600V、11000V、13800V的不同输出。在高压控制柜内，分别有相对应的不同组别及量程的测量互感器，可以在集控室内根据不同的电压等级，分别选择合适的量程，实现多电压的精确测量。
本实用新型主要通过同步电机的电动及发电状态可逆原理实现能量的转换达到测试的目的。位于机组中间的反馈同步电机被设计成低压的，具备发电机状态及电动机状态迅速转换的功能。
开始测试时，先通过直流电机拖动整个机组达到同步速状态。调整被测试发电机8的励磁参数，根据被测试发电机8的电气参数，调整反馈同步电机1的电气参数，使之运行在发电机状态并保证与被测试发电机8的所有电气参数匹配。低压集控台72根据相关参数发出指令给低压控制柜3内的自动并车装置，实现被测试发电机8及反馈同步电机1的空载并车。调整被测试发电机8及反馈同步电机1的有功及无功参量，将反馈同步电机1调整至电动机状态。调整被测试发电机输出电流，使之运行在额定负载状态。实现发电机的满负载及过负载试验。负载试验时，反馈同步电机1作为同步电动机驱动被测试发电机8，被测试发电机8发出的电功率通过电缆及高压控制柜5又送回到反馈同步电机1，通过两台同步机实现能量的循环和再利用，因此反馈同步电机1既是被测试发电机8的负载又是被测试发电机8的拖动源。其中因发热及轴承摩擦产生的能量损耗由安装在反馈同步电机另一端的直流补偿电机2补偿。
由于该装置属于多电压测试***，分别包含有低压(380-480V)、中压(3300-6600V)、高压(10000-13800V)等电压系列，因此，在高低压控制柜间增设了大型变压器4，该大型变压器4的额定功率与反馈同步电机1的额定功率是一样的。
当被测试发电机为低压***时，通过关闭变压器低压端连接的主开关越过高压区域，直接与第一低压控制柜3连接，被测试发电机与反馈同步电机通过控制***可直接在第一低压控制柜3内实现并车及能量反馈运行。低压柜内配有相关的测量、保护及控制元件，低压测试状态时，发电机发出的大功率低压电能，先通过发电机与低压柜3之间的电缆接至柜内母线铜排，母线铜排装有电压测量互感器及多量程的电流测量互感器及保护互感器，所有互感器的副边都通过控制电缆接至低压集控台，母线铜排穿过所有互感器后，接至三组主接触器，主接触器受同期并车装置控制，所有动作信号由低压集控台通过控制电缆发出。主接触器的另一端与反馈同步电机的输入电缆相联接。被测试发电机的输出电缆同时还接入低压控制柜3内的短路试验主开关，实现额定负载试验及短路试验的可选，实现所有低压系列发电机的监控及试验。
当被测试发电机为中压或高于***时，发电机发出的中压或高压电能将通过高压电缆先接入高压控制柜组，高压控制柜内配有各个量程、不同电压的保护测量及控制传感器，所有获得的数据集中传输到高压集控台71中。高压电能再通过电缆输入变压器的高压侧原边，经不同的变比组合，在变压器副边得到相应的低压电源，再通过连接在变压器低压侧及低压控制柜之间的母线排，将电能输入到低压柜内，从而通过柜内的控制设备实现并车运行功能。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
Claims (8)
1.一种同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：所述测试装置由反馈同步电机(1)，直流补偿电机(2)，第一低压控制柜(3)，变压器(4)，高压控制柜(5)，静音箱(6)，高压集控台(71)，低压集控台(72)，被测试发电机(8)，整流控制柜(9)，底座(10)及第二低压控制柜(11)组成；
所述反馈同步电机(1)，直流补偿电机(2)以及被测试发电机(8)通过两组联轴器连接成一个电机组，其依次按直流补偿电机(2)，反馈同步电机(1)及被测试发电机(8)从前到后轴向串列同轴安装在所述底座(10)上；
所述直流补偿电机(2)由整流控制柜(9)供电，所述整流控制柜(9)由电网供电；所述反馈同步电机(1)由第一低压控制柜(3)供电；所述被测试发电机(8)的电源通过电缆连接或由高压控制柜(5)供电，或由第一低压控制柜(3)供电；
所述高压控制柜(5)与第二低压控制柜(11)之间通过变压器(4)及母线铜排连接，其中变压器(4)的高压端与高压控制柜(5)通过母线铜排连接，低压端与第二低压控制柜(11)通过母线铜排连接；所述变压器(4)为多抽头变压器；所述第二低压控制柜(11)与第一低压控制柜(3)之间通过主铜排连接，作为主电能输送线；第二低压控制柜(11)内，在主电能输送线与变压器的低压端连接线之间设有主开关、变压器低压保护及测量***；
所述高压集控台(71)是对高压控制柜(5)及第二低压控制柜(11)的测量终端，显示终端，分档选择按钮，急停按钮，工控机，液晶屏，数据输出及打印设备进行手动操作的高压操作台；所述低压集控台(72)是对低压控制柜(3)的测量终端，显示终端，反馈同步电机(1)及被测试发电机(8)的有功功率和无功功率的控制按钮，并车合闸按钮，急停按钮，工控机，单片机及扭矩仪显示端口进行手动操作的低压操作台；所述高压集控台(71)及低压集控台(72)都安装在中央控制室内。
2.如权利要求1所述的同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：
所述反馈同步电机(1)采用反馈式无刷同步电机，直流补偿电机(2)采用型号为Z4-280-32的标准电机。
3.如权利要求1所述的同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：
所述电机组置于所述静音箱(6)内。
4.如权利要求1所述的同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：
所述高压控制柜(5)的输出电压范围为3300V-13800V。
5.如权利要求1所述的同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：
所述第一低压控制柜(3)的输出电压范围为380V-480V。
6.如权利要求1所述的同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：
所述被测试发电机(8)的电源通过电缆连接或由高压控制柜(5)供电，或由第一低压控制柜(3)供电是指：被测试发电机(8)是高压发电机时，其电源端通过电缆连接到高压控制柜(5)，同时所述主开关接通；被测试发电机(8)是低压发电机时，其电源端通过电缆连接到第一低压控制柜(3)，同时所述主开关断开。
7.如权利要求1所述的同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：
所述变压器(4)有12个抽头，在高压侧输出或3300V或4160V或6600V或11000V或13800V的电压。
8.如权利要求1或7所述的同轴反馈式多电压发电机测试装置，其特征在于：
所述变压器(4)的额定功率与反馈同步电机(1)的额定功率一致。
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