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規程》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，對充電裝置的穩壓精度、穩流精度、紋波系數、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定及技術要求。試驗內容主要是通過調壓裝置（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指標，都是由生產廠家在設備出廠試驗時提供的數據。現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，設備的技術指標會發生偏移，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。同樣因現場不具備相應的測試手段，無法及時發現、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，充電機性能出現問題會造成蓄電池發熱、溢酸等問題，嚴重者甚至發生爆炸。

   國內進行直流電源性能檢測的機構以及生產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穩壓精度不能滿足要求；而且現場一般通過電爐絲調節充電機輸出電壓、電流，但輸出容量往往過小，達不到規定范圍。造成的后果就是現場人員不能按照規定進行全部測試點的檢測，特別是一些易發現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際運行參數的問題，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場運行經驗，綜合國內外相關先進技術而推出的。該裝置可實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。通過現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《電力系統直流電源柜訂貨技術條件》規定執行，實現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，通過調節被試充電機的交流輸入電壓及輸出負載，同時系統主機自動進行采樣計算，實現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壓裝置自動調壓。

    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，電壓穩定精度及紋波系數測試、穩流精度、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、輸出電壓波動極限值、穩流精度等參數。

4) 放電測試功能。測試放電全過程，放電完成后，根據記錄描述放電曲線。

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

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，輸出調節采用無觸點調節，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，直接輸入數字，現場打印，并具有RS232和USB接口。

15) 完善的上位機功能，實現電子存檔，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。