專利名稱：用于勵(lì)磁設(shè)備的一體化智能調(diào)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能調(diào)試裝置，尤其是涉及一種用于勵(lì)磁設(shè)備的一體化 智能調(diào)試裝置，適用于勵(lì)磁裝置的試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行是電廠安全生產(chǎn) 的關(guān)鍵。目前絕大部分電廠都缺乏基本的、必要的勵(lì)磁調(diào)試設(shè)備。隨著這幾年廠、 網(wǎng)分家的體制的運(yùn)行，電網(wǎng)公司對(duì)電廠的考核越來(lái)越嚴(yán)格，要求電廠對(duì)勵(lì)磁設(shè)備 的檢修與緊急維護(hù)必須快速有效，這就對(duì)電廠的檢修維護(hù)設(shè)備也提出了新的要求。
近年來(lái)所承接的勵(lì)磁合同中，基本都有一項(xiàng)要求，需提供一套勵(lì)磁專用調(diào)試 工具，而實(shí)際上只能提供簡(jiǎn)單的，功能單一的勵(lì)磁調(diào)試工具，并不能提供一套完 整的勵(lì)磁專用工具。為了滿足電廠的實(shí)際需要，滿足市場(chǎng)開(kāi)拓的需要，需開(kāi)發(fā)出 一套勵(lì)磁專用智能調(diào)試裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供用于勵(lì)磁設(shè)備的一體化智能調(diào)試裝置，為勵(lì)磁系 統(tǒng)開(kāi)環(huán)實(shí)驗(yàn)提供一套功能集中的智能調(diào)試工具。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn) 一種用于勵(lì)磁系統(tǒng)的一體化智 能調(diào)試裝置，包括機(jī)端電壓電流采集電路、勵(lì)磁電壓采集電路、可控硅觸發(fā)脈沖 采集電路、同步參考電壓采集電路和內(nèi)含LabVIEW軟件的PC機(jī)，上述各電 路集中安裝于一殼體內(nèi)，殼體上設(shè)有一個(gè)與各電路輸入端和輸出端相連的輸入輸 出接口，該輸入輸出接口經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡與所述PC機(jī)連接，將勵(lì)磁系統(tǒng)中的各種 需調(diào)試的高電壓信號(hào)經(jīng)各電路轉(zhuǎn)化為低電壓信號(hào)，傳輸?shù)絇C機(jī)處理，使實(shí)驗(yàn)關(guān) 心的結(jié)果數(shù)據(jù)可以被PC機(jī)采集和分析。
本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集卡為PCI-1712型，將上述的低電壓模擬量采集轉(zhuǎn)化為 數(shù)字量，送至軟件處理，以精確直觀的方式向用戶實(shí)時(shí)反映波形數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型將勵(lì)磁開(kāi)環(huán)調(diào)試實(shí)驗(yàn)所需的各種電路有機(jī)的結(jié)合在一起，統(tǒng)一對(duì)頁(yè)
外的輸入和輸出接口，可以滿足實(shí)驗(yàn)所需要高、低電壓供應(yīng)，自帶實(shí)驗(yàn)負(fù)載、接 線，信號(hào)指示和測(cè)量。基于LabVIEW編程的軟件，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)實(shí)驗(yàn)功能、 殘壓測(cè)試功能、移相控制角測(cè)試功能、換相尖峰過(guò)電壓檢測(cè)功能、滅磁開(kāi)關(guān)分合 閘時(shí)間測(cè)試功能以及做為輔助分析的錄波和波形分析功能；在獨(dú)立的條件下完成 開(kāi)環(huán)實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)內(nèi)容。


圖1是本實(shí)用新型的原理組成框圖2是本實(shí)用新型機(jī)端電壓采集電路；
圖3是本實(shí)用新型機(jī)端電流采集電路；
圖4是本實(shí)用新型勵(lì)磁電壓采集電路；
圖5是本實(shí)用新型可控硅觸發(fā)脈沖采集電路；
圖6是本實(shí)用新型同步參考電壓采集電路；
圖7是本實(shí)用新型處理流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的采集電路部分包括機(jī)端電壓、機(jī)端電流采集電路、 勵(lì)磁電壓采集電路、可控硅觸發(fā)脈沖采集電路、同步參考電壓采集電路和內(nèi)含 LabVIEW軟件的PC機(jī)，上述各電路集中安裝于一殼體內(nèi)，殼體上設(shè)有一個(gè) 與各電路輸入端和輸出端相連的輸入輸出接口，該輸入輸出接口經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡與 所述PC機(jī)連接，將勵(lì)磁系統(tǒng)中的各種需調(diào)試的高電壓信號(hào)經(jīng)各電路轉(zhuǎn)化為低電 壓信號(hào)，傳輸?shù)絇C機(jī)處理，使實(shí)驗(yàn)關(guān)心的結(jié)果數(shù)據(jù)可以被PC機(jī)采集和分析。 用作勵(lì)磁系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)實(shí)驗(yàn)時(shí)，本實(shí)用新型將外部輸入的電壓、控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為勵(lì) 磁實(shí)驗(yàn)需要的各種輸入，使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)行；同時(shí)接受勵(lì)磁系統(tǒng)的一系列輸出量， 加以調(diào)理、分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，反饋給用戶。
如圖2所示為機(jī)端電壓采集電路，該電路的功能為采集三相交流機(jī)端電壓信 號(hào)，三相電壓分別通過(guò)A1,B1,C1經(jīng)過(guò)各自的限流電阻R1,R2,R3轉(zhuǎn)化成電流信號(hào) 后進(jìn)入三個(gè)電量隔離傳感器中，該傳感器起到隔離作用，并輸出一個(gè)輸入電流成 比例的弱電流信號(hào)，輸出的電流信號(hào)經(jīng)三個(gè)電阻R2,R4,R6轉(zhuǎn)化成弱電壓信號(hào)后 輸出。圖3所示的是機(jī)端電流采集電路。該電路的功能為采集三相交流機(jī)端電流信 號(hào)，三相交流電分別通過(guò)A2,B2，C2經(jīng)過(guò)各自的電量隔離傳感器中，該傳感器起 到隔離作用，并輸出一個(gè)輸入電流成比例的弱電流信號(hào)，輸出的電流信號(hào)經(jīng)三個(gè) 電阻R7,R8,R9轉(zhuǎn)化成弱電壓信號(hào)后輸出。電路中三組穩(wěn)壓管的作用是，對(duì)輸出 電壓進(jìn)行鉗位限制。
如圖4所示勵(lì)磁電壓采集電路。該電路的功能為采集可控硅整流橋整流出來(lái) 的直流勵(lì)磁電電壓信號(hào)。電路的上半部分是一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換電路，它通過(guò)模塊U1 將24V電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓變送器BV工作所需的土12V工作電壓。該電路的下 半部分是將直流勵(lì)磁電壓通過(guò)限流電阻轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，進(jìn)入直流電壓變送器 BV后起到隔離的作用，并輸出一個(gè)與輸入電流成比例的弱電流信號(hào)，此信號(hào)通 過(guò)電阻R11轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，最后通過(guò)電壓跟隨器U2輸出。
圖5所示為可控硅觸發(fā)脈沖采集電路。該電路的功能是采集觸發(fā)可控硅所需 的脈沖信號(hào)，所采集的六個(gè)觸發(fā)脈沖均為負(fù)向脈沖，無(wú)脈沖時(shí)的電平信號(hào)為 +24V,當(dāng)有脈沖產(chǎn)生時(shí)其電平降為OV，此時(shí)光藕輸入測(cè)將有+24V工作電壓產(chǎn) 生，相對(duì)應(yīng)的光藕將被觸發(fā)，該光藕輸出測(cè)得兩腳將同電位，即為GND，而輸 出測(cè)無(wú)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，將置高電平+5V。
圖6為同步參考電壓采集電路。該電路的功能是采集同步參考電壓信號(hào)，它 與采集到的觸發(fā)脈沖信號(hào)結(jié)合用來(lái)計(jì)算移相導(dǎo)通角的大小，整流所需的交流勵(lì)磁 電源為三相，來(lái)自勵(lì)磁變壓器的副邊，這里選取三相中的一相作為參考電壓，它 經(jīng)過(guò)兩個(gè)電壓比較器回路比較之后輸出高電平為+5V,低電平為0V，周期為工頻 的方波信號(hào)。
PC機(jī)采用LabVIEW軟件對(duì)程序運(yùn)行過(guò)程的控制就是對(duì)數(shù)據(jù)流的控制。數(shù) 據(jù)采集是通過(guò)軟件驅(qū)動(dòng)PCI-1712型數(shù)據(jù)采集卡來(lái)完成的，在軟件完成設(shè)置后， 相應(yīng)的功能軟件模塊可以直接將硬件卡采集的數(shù)據(jù)返回給程序，供后續(xù)的分析過(guò) 程使用，在采集的過(guò)程中不需要人工的干預(yù)。這里采集到的數(shù)據(jù)以波形數(shù)據(jù)的形 式返回，在不同的后續(xù)分析功能中根據(jù)需要再加以處理。其流程圖見(jiàn)圖7。
開(kāi)環(huán)實(shí)驗(yàn)功能用以監(jiān)測(cè)開(kāi)環(huán)實(shí)驗(yàn)中的機(jī)端PT電壓和整流后的直流電壓的波 形。波形以窗口的形式向用戶展現(xiàn)，同時(shí)根據(jù)測(cè)量波形數(shù)據(jù)再結(jié)合硬件調(diào)理電路 的參數(shù)計(jì)算實(shí)際的電壓值。殘壓測(cè)試功能也包含在其中，因?yàn)閷?duì)機(jī)端PT的相序測(cè)量也在這里進(jìn)行根據(jù)電壓的波形數(shù)據(jù)，分析機(jī)端PT電壓中三相的相角差， 得出當(dāng)前的三相電壓是正序還是逆序。
移相控制角測(cè)試功能用以測(cè)得當(dāng)前給定到可控硅的和移相觸發(fā)脈沖的角度。 測(cè)量時(shí)，將同步電壓中的一相轉(zhuǎn)化為與之周期相同的方波信號(hào)進(jìn)行采集，同時(shí)將 輸出到整流橋的六相脈沖中的一相也加以采集，再計(jì)算出兩波形的角度差，即得 到了此時(shí)的移相控制角。
換相尖峰過(guò)電電壓檢測(cè)由兩部分組成，一個(gè)用以采集帶換相尖峰的波形并加 以保存， 一個(gè)用于對(duì)保存的波形做后續(xù)的分析。采集部分與常規(guī)采集過(guò)程」致， 但是由于整流換相尖峰會(huì)在電壓較高時(shí)出現(xiàn)，并且持續(xù)的時(shí)間很短，需要以很高 的速率采集過(guò)可以觀察到，因此將采集獨(dú)立出來(lái)以獲得更高的數(shù)據(jù)呑吐速度。分 析功能分析出波形中的正向最大尖峰和反向最大尖峰，得到換相尖峰的大小。
滅磁開(kāi)關(guān)分合閘時(shí)間測(cè)試用來(lái)測(cè)量滅磁開(kāi)關(guān)分合閘所用的時(shí)間。測(cè)量時(shí)使用 的信號(hào)為PCI卡自身發(fā)出的高低電平做為開(kāi)關(guān)量信號(hào)。軟件測(cè)量?jī)蓚€(gè)時(shí)間點(diǎn)，一 個(gè)是向滅磁開(kāi)關(guān)發(fā)出分合閘命令的時(shí)間點(diǎn)， 一個(gè)是滅磁開(kāi)關(guān)觸頭動(dòng)作的時(shí)間點(diǎn)，
這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)的差即是滅磁開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間。由于程序運(yùn)行的時(shí)間在lms以內(nèi)， 所以對(duì)測(cè)量的結(jié)果精度影響可以不計(jì)。
為了使戶可以單獨(dú)觀察和保存關(guān)心的波形數(shù)據(jù)，軟件中有專門的錄波和波形 分析功能。觀察和錄波功能可以選擇需要觀察的通道，調(diào)整采樣參數(shù)達(dá)到最佳的 觀察效果，并同時(shí)可以選擇是否保存波形。輔助分析功能可以打開(kāi)以前保存的波 形數(shù)據(jù)文件，將波形再現(xiàn)；在觀察再現(xiàn)波形時(shí)可以利用顯示窗口中的輔助光標(biāo)工 具對(duì)波形進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。
權(quán)利要求1、一種用于勵(lì)磁設(shè)備的一體化智能調(diào)試裝置，其特征在于包括機(jī)端電壓電流采集電路、勵(lì)磁電壓采集電路、可控硅觸發(fā)脈沖采集電路、同步參考電壓采集電路和內(nèi)含LabVIEW軟件的PC機(jī)，上述各電路集中安裝于一殼體內(nèi)，殼體上設(shè)有一個(gè)與各電路輸入端和輸出端相連的輸入輸出接口，該輸入輸出接口經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡與所述PC機(jī)連接，將勵(lì)磁系統(tǒng)中的各種需調(diào)試的高電壓信號(hào)經(jīng)各電路轉(zhuǎn)化為低電壓信號(hào)，傳輸?shù)絇C機(jī)進(jìn)行采集和分析。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于勵(lì)磁設(shè)備的一體化智能調(diào)試裝置，其特征 在于數(shù)據(jù)采集卡為PCI-1712型。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于勵(lì)磁設(shè)備的一體化智能調(diào)試裝置，包括機(jī)端電壓電流采集電路、勵(lì)磁電壓采集電路、可控硅觸發(fā)脈沖采集電路、同步參考電壓采集電路和內(nèi)含LabVIEW軟件的PC機(jī)，上述各電路集中安裝于一殼體內(nèi)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡與所述PC機(jī)連接，將勵(lì)磁系統(tǒng)中的高電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為低電壓信號(hào)，傳輸?shù)絇C機(jī)進(jìn)行采集和分析。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于將勵(lì)磁開(kāi)環(huán)調(diào)試實(shí)驗(yàn)所需的各種電路有機(jī)的結(jié)合在一起，可以滿足實(shí)驗(yàn)所需要高、低電壓供應(yīng)，自帶實(shí)驗(yàn)負(fù)載、接線，信號(hào)指示和測(cè)量?；贚abVIEW編程的軟件，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)實(shí)驗(yàn)功能、殘壓測(cè)試功能、移相控制角測(cè)試功能、換相尖峰過(guò)電壓檢測(cè)功能、滅磁開(kāi)關(guān)分合閘時(shí)間測(cè)試功能以及做為輔助分析的錄波和波形分析功能。
文檔編號(hào)G01R31/34GK201359634SQ20082020619
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者辛文軍, 郭子銳 申請(qǐng)人:廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司