[发明专利]一种基于可编程控制器的试品控制电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于可编程控制器的试品控制电源，属于电学检测技术领域。

背景技术

随着社会的不断发展，我国电力系统容量不断增加，短路时故障电流也相应增大，因而对电力系统中的断路器、成套设备等关键设备进行短路开断能力的验证至关重要。同时大容量试验室频繁开断各种类型断路器、负荷开关等高压电器，其高压电器控制电源系统要求提高交直流多种试验电压。且根据试品的不同，其电源容量要也不同。所以如果试验室对试品进行相关试验，配置高质量，安全可靠，使用方便，输出精度高的试品控制电源是一个必要条件。

高压断路器是电力系统中最重要的设备之一，也是大容量试验室试验的主要试品。 控制回路中的电源电压波动将直接影响断路器的合分闸动作时间，但是影响断路器动作时间的因素很多，且难以量化分析，因合分闸线圈是一个电磁铁机构，而电磁铁的动作特性和电压、电流有一定的函数关系，即可以认为试品电源的输出电流和电压对断路器动作时间有 影响。

对于断路器，控制电源须选择合适的容量、自动化程度高、供电质量高、可靠性高、使用维护方便。 对于直流电源则要求直流纹波系数小、对交流输入电源要求范围宽，在输入电源波动较大或严重不平衡时，仍能输出稳定的直流电，以保证合分闸时能保持电压、电流稳定。

一般10kV～40.5kV高压断路器操动系统控制电源分为交流、直流二种，有永磁机构、电磁铁控制的气动和弹簧储能机构等。直流电源一般是直流屏供电，铅酸蓄电池作为能量来源，其纹波系数比直接整流供电等其他方式供电小。

为此设计一种适用于高压大容量试验室的试品控制电源系统，其优点为：电源可调范围大、输出容量高、升压速度快、输出电压精度高。

发明内容

为了使试品控制电源更好地满足大容量试验室各种开断试验的正常进行，提供交流可调输出，直流充电模块和整流电源输出等功能，本发明提供一种基于可编程控制器的试品控制电源。以达到电源可调范围大、输出容量高、升压速度快、输出电压精度高的要求。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种基于可编程控制器的试品控制电源，其特征在于：所述试品控制电源采用可编程控制器作为核心控制器件，具有输出电源的智能控制、系统交直流电压的实时监测，触摸屏就地和远程控制功能，主要分为试品电源主回路、电源参数采集系统以及试品电源控制模块。

所述基于可编程控制器的试品控制电源，电源主回路采用三相四线AC 380V电源的输入，通过断路器连接电源和多分接变压器，多分接变压器再连接整流模块，形成二路较大容量的直流输出，应用于高压永磁断路器的合分闸操作；

所述基于可编程控制器的试品控制电源试品，通过继电器连接电源和调压器和高频电源充电模块，形成四路较小容量的直流输出，应用于电磁机构合分闸操作；

所述输入三相四线电源的要求为：AC380V±20% ；（三相三线）效率：≥95%；功率因数：≥0.93；稳压精度：± 0.5%；稳流精度：± 0.5%；纹波系数：≤0.1%。

所述电源参数采集系统在输出交流电压时，需要对交流调压器电压调节进行闭环控制，以控制调压器的电压精确输出，调压器的输出电压采用此系统实时检测,将采集到的交流参数信号转换，一路RS485接口，以 Modbus RTU协议同 PLC通讯；

所述电源参数采集系统在充电模块输出直流电压时，充电模块的输出直流电压通过直流电压变送器将直流电压信号转换，把转换后的电压信号送至PLC，通过对采集到的电压和设定电压的比较，PLC可通过充电模块配的标准RS-485接口以Modbus RTU协议通讯对模块的输出直流电压进行一定范围的调节；

所述试品电源控制主要分为继电控制和通过可编程控制器实现电源功能；

所述电源的继电控制主要是通过继电器的合分，控制电源的输入输出，具体为将直流整流电源 110V 输出返回信号等九个返回信号作为开关量输入点，并分配输入设备和地址。将KMA1合分调压器输入控制等十一个控制输出作为开关量输出点，并分配输出设备和输出点地址。

所述可编程控制器采用DVP40ES2型号PLC，通过程序控制实现电源的交直流电压选择功能，电源的输入输出控制，故障指示，故障报警，调压器的升压降压控制，同时对电源的各种返回状态进行监控；所述DVP40ES2型号PLC的COM1～COM3口可以RS232，RS422，RS485 方式通讯，通过COM口连接直流电压变换器，充电模块，交流电参数采集模块，监视直流电压、交流电压的变化；