毛強
摘要:本文首先將網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng)的總體構(gòu)成進行整理,幫助讀者明確網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng)構(gòu)成的最大特點是:主服務(wù)器、通訊服務(wù)器、工作站的協(xié)同工作。其次,從電源電網(wǎng)、測試站及測試區(qū)域配置兩方面分析系統(tǒng)的硬件配置。最后,通過對DF發(fā)電機帶變頻器測試來論述網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng)在電機測試中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng);硬件配置;DF發(fā)電機;帶變頻器測試
中圖分類號TP2 文獻標(biāo)識碼A 文章編號2095-6363(2016)06-0071-02
當(dāng)今對電機性能、質(zhì)量要求日益嚴(yán)格的情況下,作為對電機參數(shù)、性能檢驗的關(guān)鍵工序電機測試技術(shù)受到了日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。電機測試隨著計算機技術(shù)飛速發(fā)展得到長足進步,但各系統(tǒng)也存在著硬件集成度低,測試電網(wǎng)電源不能靈活配置等缺陷,而網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng)通過系統(tǒng)構(gòu)成、硬件配置及采用LABVIEW軟件作為測試界面有效解決了測試資源、人力、測試電源的占用問題,提高了電機測試的效率。
1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要目的是在同一構(gòu)架下完成對各種不同型號、安裝形式及不同測試類型電機的測試,根據(jù)測試對象的不同選擇不同的測試裝置、測試區(qū)域,在測試過程中能實現(xiàn)對測試數(shù)據(jù)進行顯示、監(jiān)控和處理等功能,結(jié)束測試時能夠?qū)y試數(shù)據(jù)進行存儲、調(diào)用與分析等。系統(tǒng)由主服務(wù)器、工控機、多臺PC機、PLC、機械/電動執(zhí)行器件和點參數(shù)儀表等組成,系統(tǒng)整體組成如圖1所示。
本系統(tǒng)最大的構(gòu)成特點是主服務(wù)器、通訊服務(wù)器、工作站協(xié)同工作。3個器件在系統(tǒng)中所起的功能和作用如下:主服務(wù)器-系統(tǒng)管理核心,主要功能為數(shù)據(jù)管理,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)、故障報警記錄的存取、數(shù)據(jù)查詢與網(wǎng)絡(luò)管理;通訊服務(wù)器系統(tǒng)硬件關(guān)聯(lián)核心,通過網(wǎng)絡(luò)接受各種網(wǎng)絡(luò)指令,直接與各類測試儀器、AC800M(PLC)、測試輔助設(shè)備(油路、水路、氣路)進行數(shù)據(jù)命令交換,并把數(shù)據(jù)和狀態(tài)返回至各工作站;工作站系統(tǒng)的操作核心,通過友好直觀的人機界面動態(tài)地顯示系統(tǒng)操作、設(shè)備工作狀態(tài)等,并可實現(xiàn)對各類設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集、故障報警功能。
2.硬件配置
2.1電源電網(wǎng)配置
系統(tǒng)硬件配置如圖2所示,國家電網(wǎng)220kV經(jīng)過變壓器降壓得到35kV的電網(wǎng)電壓,它分別經(jīng)過#1變壓器室、#2變壓器室降壓至所需要電機測試用電源,2套可調(diào)電網(wǎng)電源分別由變壓器室、發(fā)電機室、電氣控制室組成,發(fā)電機室里安裝有測試用拖動發(fā)電機、負(fù)載電機,兩者通過聯(lián)軸節(jié)連接,它是測試系統(tǒng)的動力來源。電氣控制室高低壓控制柜與4個測試區(qū)內(nèi)的控制柜連接使每個測試區(qū)都有可用于測試電機的電源,電氣控制室內(nèi)的一排變頻器控制柜用于對測試電源進行調(diào)頻。2套電源系統(tǒng)經(jīng)矩陣控制室連接,它們之間的連接電纜經(jīng)地底的托架連接,使得2套電源系統(tǒng)與矩陣控制室連接為一個整體,2套AC800M PLC分別連接至2個測試站的監(jiān)控上位機(帶IFIX軟件),并且PLC的不同模塊I/0點經(jīng)地址分配分別連接2套測試設(shè)備的不同點,2套PLC共用一個OPC服務(wù)器,使得在2個測試站的上位機上共同監(jiān)控、共享測試電源得以實現(xiàn)。
2.2測試站以及測試區(qū)域配置
系統(tǒng)的2個測試站各帶2個測試區(qū)域,每個測試區(qū)域外面用圍欄圍起來,圍欄上裝有與測試設(shè)備有互鎖功能的裝置,在測試時起到防止非相關(guān)人員誤入而導(dǎo)致人身傷害的作用,測試站及區(qū)域硬件配置:#1測試站由#1測試臺、#2測試臺以及#1監(jiān)控上位機組成,每個測試臺都是各種電參數(shù)儀表、AC800操控界面的組合,每個測試臺外圍是一個獨立的測試區(qū)域;#2測試站由#3測試臺、#4測試臺及#2監(jiān)控上位機組成,由于需要進行常規(guī)測試的電機占據(jù)所有被測電機的絕大多數(shù),因此需設(shè)置2個互相獨立的電網(wǎng)電源給不同測試區(qū)域供電,系統(tǒng)把#2、#3測試區(qū)作為電機常規(guī)測試區(qū),這2個測試區(qū)配備有立式電機測試平臺,#2、#3測試區(qū)還配備有壓力表和溫度計的氣、水等管路。
3.系統(tǒng)在電機測試中應(yīng)用
DF(Double Feedback Wind Generation)是一種繞線式轉(zhuǎn)子電機,其定、轉(zhuǎn)子都能向電網(wǎng)饋電,DF在電機測試中是比較典型的一種機型
3.1電路組成以及運行原理
遠(yuǎn)景2.6MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機硬件測試平臺及線路連接及其原理:測試區(qū)域的低壓電柜G5屏引出測試電源至VD4控制柜,VD4用來合閘并網(wǎng),同時從測試站串聯(lián)一個遠(yuǎn)程控制按鈕,測量柜和VD4連接在一起,測試臺上的Norma4000高精度功率分析儀器從測量柜上引出信號,用于在電機運行的時候從Norma4000上讀取電壓、電流、功率、功率因數(shù)等。測量柜引出線連接至被測試DF的定子繞組上;同時,G5引出線至變頻器ACS80067,給變頻器供電使之運行,而變頻器又連接線到被測DF的轉(zhuǎn)子繞組,整個框架模擬DF在風(fēng)車內(nèi)運行的狀況,由于DF的轉(zhuǎn)子繞組運行情況不穩(wěn)定,所以需要通過變頻器ACS800-67來控制,使之按照指令運轉(zhuǎn)。另外3個Norma4000則分別用于電機定子、轉(zhuǎn)子及ACS網(wǎng)側(cè)的信號采集。
3.2電源模式切換
設(shè)置模式根據(jù)電機的額定電壓、電流等參數(shù)選擇電柜開關(guān)通斷模式組成的電路不同通斷模式,開關(guān)包括電氣室開關(guān)柜、矩陣室的開關(guān),如圖3所示。設(shè)置模式的前提:首先從監(jiān)測上位機觀察2套發(fā)電機組的運行狀態(tài)。等待電源測試的其他區(qū)域測試人員可詢問在測試區(qū)的人員,要求他們在不需要電源時把模式卸掉,再根據(jù)需要建立模式。
通過觀察圖中各設(shè)備風(fēng)扇的運行情況來推斷運行狀態(tài),圖中G11、G12-發(fā)電機、M1-拖動電機,M3-負(fù)載電機。在畫面上可看到這幾個設(shè)備旁都有一個三片綠色葉子的風(fēng)扇,如對應(yīng)的風(fēng)扇處于轉(zhuǎn)動狀態(tài),則此設(shè)備處于運行中。圖中的TA1即為#1測試區(qū)域,Q1、Q3、Q5、Q7指開關(guān)柜的各開關(guān),一個開關(guān)柜只對應(yīng)一把閘刀開關(guān),開關(guān)狀態(tài)為綠色
導(dǎo)通狀態(tài),而開關(guān)狀態(tài)為紅色斷開狀態(tài),開關(guān)導(dǎo)通和斷開的不同組合組成了不同的通路。例如,模式101-GIY+T5 690V 3012A,代表連接#1發(fā)電機系統(tǒng)及T5變壓器作為測試電源,測試電源電壓為690V,電流為3012A。操控頻AC800與裝有IFIX軟件的監(jiān)控上位機是建立通訊的。建立模式后,操控頻AC800自動啟動,可在AC800界面上操控發(fā)電機的運行。
3.3測試操作過程
Drive Window是一種用于ACS800、ACS6000調(diào)試和維護的Windows軟件。其功能諸如操作控制、監(jiān)控信號、參數(shù)、數(shù)據(jù)記錄、故障記錄、備份、恢復(fù),它是帶變頻器測試中的必要操控軟件。在DF帶載溫升測試中,使用Drive-Window軟件進行并網(wǎng)操作,在AC800操控界面增加電壓至額定電壓Un=690V,增加轉(zhuǎn)速n=1200r/m的時候,在Drive-Window軟件界面點擊合閘信號,按下遠(yuǎn)程合閘按鈕使VD4開關(guān)柜的主開關(guān)合上實現(xiàn)合閘。此后,可以在Drive-Window軟件界面上進行操作:繼續(xù)在AC800操控屏上調(diào)轉(zhuǎn)速至n=1 800tad/min(額定轉(zhuǎn)速),通過Drive-Window界面增加轉(zhuǎn)矩T來逐步增加有功功率P,直至達(dá)到額定功率,功率因數(shù)隨有功功率變化,為使發(fā)電機穩(wěn)定運行,需將功率因數(shù)調(diào)整在一個穩(wěn)定值,因此,需同時AC800操控臺發(fā)無功來調(diào)整功率因數(shù)。
4.結(jié)論
通過對網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、硬件配置及系統(tǒng)的應(yīng)用來分析闡述網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng)的優(yōu)勢:運用上位機、PLC系統(tǒng)將各個不同測試站之間的電源設(shè)備、儀器設(shè)備集成起來,形成一個可在測試區(qū)域間切換的可調(diào)電網(wǎng)系統(tǒng),通過模式切換將電源轉(zhuǎn)移到其他測試區(qū)的電機進行測試,可實現(xiàn)電網(wǎng)電源資源共享;對整個測試作業(yè)區(qū)設(shè)備、工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控達(dá)到完善網(wǎng)狀電機測試系統(tǒng)功效。
它在減少電機測試設(shè)備、人員的占用,實現(xiàn)測試電源靈活切換,提高測試效率方面有著其他電機測試系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)勢。