CN205643644U - 一种基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏，所述的综合控制试验屏包括综合控制装置（4）、变频调速器（7），其中综合控制装置（4）与发电机组中的发电机（9）机端三相连接，且综合控制装置（4）通过可调三相全波整流电路与发电机（9）的励磁回路相连接进行励磁控制，同时综合控制装置（4）通过变频调速器（7）与发电机组中的交流异步电动机（8）相连接以进行调速控制；工程接线盒通过航空电缆线与综合控制试验屏内设置的工程调试接线区（13）相连接。本实用新型对交流异步电动机的变频调速进行精确控制，实现发电机并网前的频率控制、并网后输出功率的调节，安全、稳定、可靠、高效。

Description

一种基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置

技术领域

本实用新型涉及发电机组动态模拟试验室技术领域，具体说是一种能够实现发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置。

背景技术

目前，国内大部分发电机动态模拟实验室全部用于模拟各种电力***故障，而不会将励磁***提供给研究励磁的企业进行动态模拟试验，另外动模试验的试验费用较高。现在国内正在进行大规模的低压发电站技术改造，提高自动化水平，急需一种动模***能够最大程度的模拟发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸等功能，以确保自动化产品的稳定性和可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够实现发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏、发电机组和工程接线盒，其特征在于：所述的综合控制试验屏包括综合控制装置、变频调速器，其中综合控制装置与发电机组中的发电机机端三相连接以采集发电机的机端电压和机端电流，且综合控制装置通过可调三相全波整流电路与发电机的励磁回路相连接进行励磁控制，同时综合控制装置通过变频调速器与发电机组中的交流异步电动机相连接以进行调速控制；所述的工程接线盒通过航空电缆线与综合控制试验屏内设置的工程调试接线区相连接。

所述的发电机组包括通过皮带相连接的发电机和交流异步电动机，发电机和交流异步电动机分别安装在固定支架上。

所述的交流异步电动机与发电机的皮带轮直径比不低于1.2。

所述综合控制试验屏的上部设有两排常规电气仪表，在常规电气仪表的下方同排设置各部分的电源指示灯区和同期检查装置，再下方竖直向下依次设置有综合控制装置、操作按钮区、各部分电源的小型断路器区和变频调速器，同时在综合控制试验屏的内部分别设有研发试验接线区和工程调试接线区。

所述的研发试验接线区和工程调试接线区皆能够通过转换控制器分别与综合控制装置、发电机的励磁回路和发电机的机端三相连接。

所述的综合控制装置将增速、减速控制脉冲转换为变频调速器的控制信号以实现对交流异步电动机的变频调速进行精确控制，实现发电机并网前的频率控制、并网后输出功率的调节。

所述工程接线盒为可移动设备，工程接线盒分为面板和背板的两面结构，面板左侧设有接线盒电源指示灯，接线盒电源指示灯的右侧为工程接线盒上的工程调试接线区，工程接线盒的背板上设有接线航空插座，工程接线盒通过航空电缆线与综合控制试验屏相连接。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型的综合控制试验屏提供发电机组手动和自动调速功能，通过对交流异步电动机的变频调速进行精确控制，实现发电机并网前的频率控制、并网后输出功率的调节；变频调速器通过测频反馈实现转速的闭环控制，通过操作按钮区提供有一键开机、一键停机、加速、减速、紧急停机功能，通过综合控制装置将增速、减速控制脉冲转换为变频调速器的控制信号，实现发电机转速的精确控制；综合控制试验屏提供发电机励磁调节功能，实现发电机组的起励和励磁，励磁调节使用综合控制装置实现；同时综合控制试验屏提供常规电气仪表监视交流异步电动机的电流、交流异步电动机的电压、交流异步电动机的功率、发电机的励磁电流、发电机的励磁电压、发电机的机端电流、发电机的机端电压、发电机的功率、发电机的频率以及发电机的转速，通过观察同期检查装置，可手动调节机组频率和电压。

本实用新型的综合控制试验屏能够同时接入两个发电机组自动发电控制屏，通过转换控制器进行选择；屏内提供两组独立的接线区域，接线使用可插拔航空插座连接，两组接线能够分别用于研发试验和工程调试；研发试验用于企业发电机组综合控制装置的研发阶段测试，工程调试用于生产过程中的屏柜调试；工程调试接线配置有工程接线盒，工程接线盒与综合控制试验屏通过可插拔航空插头电缆连接，电缆可以根据实际需要确定，工程接线盒可移动至需要调试的工程屏柜，而不需要移动沉重的屏柜，从而提高了调试效率，降低了人力成本。

本实用新型实现了模拟发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能，确保了发电机组的自动控制产品在研制阶段经过各种动态模拟试验的验证，从而能够快速地实现安全、稳定、可靠、高效的应用；另外工程用自动发电控制屏经过本试验装置的验证，能够做到现场投运前几乎免调试，提高了投运前的效率，保证了机组运行的稳定、可靠，自动发电控制屏适用于发电机组的全自动发电智能控制屏的动态模拟试验。

附图说明

附图1为本实用新型基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置中的综合控制试验屏结构示意图；

附图2为本实用新型的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置中的发电机组结构示意图；

附图3为本实用新型的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置中的工程接线盒面板结构示意图；

附图4为本实用新型的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置中的工程接线盒背板结构示意图；

附图5为本实用新型的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置的电路结构示意图。

其中：1—常规电气仪表；2—电源指示灯区；3—同期检查装置；4—综合控制装置；5—操作按钮区；6—小型断路器区；7—变频调速器；8—交流异步电动机；9—发电机；10—皮带；11—固定支架；12—接线盒电源指示灯；13—工程调试接线区；14—接线航空插座。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1～5所示：一种基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏、发电机组和工程接线盒，其中发电机组包括通过皮带10相连接的发电机9和交流异步电动机8，发电机9和交流异步电动机8分别安装在固定支架11上，交流异步电动机8与发电机9的皮带轮直径比不低于1.2，且发电机9和交流异步电动机8相对同轴连接的方式，降低了对安装现场的要求，易于实施；综合控制试验屏包括综合控制装置4、变频调速器7，综合控制装置4与发电机组中的发电机9机端三相连接以采集发电机9的机端电压和机端电流，且综合控制装置4通过可调三相全波整流电路与发电机9的励磁回路相连接进行励磁控制，同时综合控制装置4通过变频调速器7与发电机组中的交流异步电动机8相连接以进行调速控制；工程接线盒通过航空电缆线与综合控制试验屏内设置的工程调试接线区13相连接，工程接线盒为可移动设备，工程接线盒分为面板和背板的两面结构，面板左侧设有接线盒电源指示灯12，接线盒电源指示灯12的右侧为工程接线盒上的工程调试接线区13，工程接线盒的背板上设有接线航空插座14，工程接线盒通过航空电缆线与综合控制试验屏相连接且工程接线盒提供工程调试接线区13与工程调试屏相连接。

具体来说，在综合控制试验屏的上部设有两排常规电气仪表1，在常规电气仪表1的下方同排设置各部分的电源指示灯区2和同期检查装置3，再下方竖直向下依次设置有综合控制装置4、操作按钮区5、各部分电源的小型断路器区6和变频调速器7，同时在综合控制试验屏的内部分别设有研发试验接线区和工程调试接线区，研发试验接线区和工程调试接线区皆能够通过转换控制器分别与综合控制装置4、发电机9的励磁回路和发电机9的机端三相连接。各部分电源的小型断路器区6包括控制总电源的三相四线小型断路器和控制综合控制装置4、变频调速器7和同期检查装置3工作电源的单相两线小型断路器以及控制交流异步电动机8电源的三相三线小型断路器以及控制发电机9电源的三相三线小型断路器。在上述动态模拟试验装置中，综合控制装置4将增速、减速控制脉冲转换为变频调速器7的控制信号以实现对交流异步电动机8的变频调速进行精确控制，实现发电机9并网前的频率控制、并网后输出功率的调节。

本实用新型的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置在使用时，具体结构可设置如下：发电机组的原动机使用额定功率为7.5kW的交流异步电动机8，使用额定功率为5kW的发电机9。交流异步电动机8和发电机9使用螺钉安装在同一铁质框架上，铁质框架上使用圆形固定孔安装交流异步电动机8，使用U型孔安装发电机9，再使用三角铁块嵌入U型孔，使皮带10固定并拉紧；工程接线盒的接线航空插座14相连接的航空插座电缆的长度根据实际的调试车间布局确定。综合控制试验屏的前面板分为上、下两层结构，上层布置有两排常规电气仪表1，第一排依次为交流异步电动机电流表、交流异步电动机电压表、交流异步电动机频率表、发电机励磁电流表、发电机励磁电压表，第二排依次为发电机机端电流表、发电机机端电压表、发电机功率表、发电机频率表、发电机转速表；常规电气仪表1下侧第三排依次为总电源指示灯、装置工作电源指示灯、交流异步电动机电源指示灯、发电机电源指示灯构成的电源指示灯区2以及同期检查装置3；第四排为综合控制装置4；第五排依次为一键开机按钮、一键停机按钮、加速按钮、减速按钮、紧急停机按钮、以及研发屏/工程屏转换把手构成的操作按钮区5；第六排依次为总电源三相四线小型断路器、装置工作电源单相两线小型断路器、交流异步电动机电源三相三线小型断路器、发电机电源三相三线小型断路器构成的小型断路器区6；前面板下方布置有变频调速器7。综合控制试验屏通过转换控制器实现研发试验接线区和工程调试接线区的切换，发电机9的励磁使用全波全控整流桥式整流电路。

工程接线盒分为面板和背板的两面结构。面板左侧设有接线盒电源指示灯12，接线盒电源指示灯12的右侧为工程接线盒上的工程调试接线区13，工程调试接线区13分三排设置，第一排端子定义为***电压UA、***电压UB、***电压UC、***电压UN、发电机励磁电流IL+、发电机励磁电流IL-；第二排端子定义为机端电压UA、机端电压UB、机端电压UC、机端电压UN、加速、减速；第三排端子定义为机端电流IA、机端电流IB、机端电流IC、机端电流IN、急停、输入公共端；工程接线盒的背板上设有接线航空插座14。

本实用新型的综合控制试验屏提供发电机组手动和自动调速功能，通过对交流异步电动机8的变频调速进行精确控制，实现发电机9并网前的频率控制、并网后输出功率的调节，变频调速器7通过测频反馈实现转速的闭环控制，通过操作按钮区5提供有外部的一键开机、一键停机、加速、减速、紧急停机的功能，通过综合控制装置4将增速、减速控制脉冲转换为变频调速器7的控制信号，实现发电机9转速的精确控制；综合控制试验屏提供发电机9励磁调节功能，实现发电机组的起励和励磁，励磁调节通过综合控制装置4实现；同时综合控制试验屏提供常规电气仪表1监视交流异步电动机8的电流、电压、功率以及发电机9的励磁电流、励磁电压、机端电流、机端电压、机端频率、频率和转速；通过观察同期检查装置3进行手动调节机组频率和电压。

本实用新型的综合控制试验屏能够同时接入两个发电机组自动发电控制屏，通过转换控制器进行选择，两组接线可以分别用于研发试验和工程调试，研发试验用于企业发电机组综合控制装置的研发阶段测试，工程调试用于生产过程中的屏柜调试；实现了模拟发电机组的流程控制、励磁控制、调速控制、准同期合闸功能，确保了发电机组的自动控制产品在研制阶段，经过各种动态模拟试验的验证，从而能够快速的实现安全、稳定、可靠、高效的应用；另外工程用自动发电控制屏经过本试验装置的验证，能够做到现场投运前几乎免调试，提高了投运前的效率；保证了机组运行的稳定、可靠，综合控制试验屏适用于发电机组的全自动发电智能控制屏的动态模拟试验。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，包括综合控制试验屏、发电机组和工程接线盒，其特征在于：所述的综合控制试验屏包括综合控制装置（4）、变频调速器（7），其中综合控制装置（4）与发电机组中的发电机（9）机端三相连接以采集发电机（9）的机端电压和机端电流，且综合控制装置（4）通过可调三相全波整流电路与发电机（9）的励磁回路相连接进行励磁控制，同时综合控制装置（4）通过变频调速器（7）与发电机组中的交流异步电动机（8）相连接以进行调速控制；所述的工程接线盒通过航空电缆线与综合控制试验屏内设置的工程调试接线区（13）相连接。

2.根据权利要求1所述的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，其特征在于：所述的发电机组包括通过皮带（10）相连接的发电机（9）和交流异步电动机（8），发电机（9）和交流异步电动机（8）分别安装在固定支架（11）上。

3.根据权利要求2所述的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，其特征在于：所述的交流异步电动机（8）与发电机（9）的皮带轮直径比不低于1.2。

4.根据权利要求1所述的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，其特征在于：所述综合控制试验屏的上部设有两排常规电气仪表（1），在常规电气仪表（1）的下方同排设置各部分的电源指示灯区（2）和同期检查装置（3），再下方竖直向下依次设置有综合控制装置（4）、操作按钮区（5）、各部分电源的小型断路器区（6）和变频调速器（7），同时在综合控制试验屏的内部分别设有研发试验接线区和工程调试接线区。

5.根据权利要求4所述的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，其特征在于：所述的研发试验接线区和工程调试接线区皆能够通过转换控制器分别与综合控制装置（4）、发电机（9）的励磁回路和发电机（9）的机端三相连接。

6.根据权利要求4所述的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，其特征在于：所述的综合控制装置（4）将增速、减速控制脉冲转换为变频调速器（7）的控制信号以实现对交流异步电动机（8）的变频调速进行精确控制，实现发电机（9）并网前的频率控制、并网后输出功率的调节。

7.根据权利要求1所述的基于变频控制原动机功率的动态模拟试验装置，其特征在于：所述工程接线盒为可移动设备，工程接线盒分为面板和背板的两面结构，面板左侧设有接线盒电源指示灯（12），接线盒电源指示灯（12）的右侧为工程接线盒上的工程调试接线区（13），工程接线盒的背板上设有接线航空插座（14），工程接线盒通过航空电缆线与综合控制试验屏相连接。