交直流温升系统
系统概述
三相交直流温升试验系统适用于母线槽、开关、电流互感器和其它电器设备的电流负载试验及温升试验。
电器设备在正常运行时，长期通过工作电流，产生的能量转变为热能，使电器材料温度升高，如超过一定范围就会使电器材料的机械强度、物理性能下降，容易引发事故，因此，国家标准中规定了不同电器材料的允许长期工作的最高温度或温升。温升试验的目的是测量被试电器各部件的温度或温升，以确定试品是否符合标准要求，采用的是快速模拟试验方法，即主电路通以额定电流。温升试验的特点是：① 时间较长，中小型的试验过程需7、8 h，而大型变压器的试验需十几个小时甚至更长时间；② 耗费大，故许多厂家为了避过用电高峰而在夜间试验；③ 试验过程单调枯燥，长时间里反复地测量温度值。传统的温升测试系统不仅误差大，而且占用大量人力和物力。
因此，有必要设计全自动的温升在线测试系统来减轻试验人员的劳动强度，避免事故的发生，提高试验结果的精度和试验过程的自动化水平。本装置主要依据国家标准GB 725 1低压成套开关设备和控制设备总则和GB／T 14048低压开关设备和控制设备总则的相关标准。
功能及参数
本试验系统内置高配置触摸屏操作，测试无需外接任何辅助设备，全自动控制，傻瓜式操作。系统有全自动测试与手动测试两种方法，只需设置简单的试验电流与时间即可。带有自动稳流系统，配有USB口，轻松外挂U盘、打印机等多种设备。
操作时，只需设置好目标电流即可，无需人工监控，仅需设定测试、电流和步长，省去手动调压、人工记录、描绘曲线等烦琐劳动，减小劳动强度，提高工作效率也可工作结束后把数据读到电脑上查看即可。
用户界面友好，功能齐全，轻松完成校验工作，具备电流、温度录波分析功能，并可将电流、温度波形存储，更为直观地分析电流与温度关系值。使所有数据和测试分析结果一目了然，系统主要特点如下：
1.控制采用触摸屏+PLC实现，测试无需外接任何辅助设备，全自动控制，傻瓜式操作，快捷、简单、方便:
2. 带有自动稳流系统，配有USB口，轻松外挂U盘、打印机（选）等多种设备。
3. 带三相自动平衡系统，保证三相平衡输出，输出电流采样采用进口罗氏线圈并采用当前最新电力电子技术，抗干扰能力强，输出精度高，最高可达0.2级。
4.只需设置好目标电流即可，无需人工监控，仅需设定测试电压、电流和步长，省去手动调压、人工记录、描绘曲线等烦琐劳动，减小劳动强度，提高工作效率。也可工作结束后把数据读到电脑上查看即可。
5. 设有电流、温度 最低值和最高值，具有超过限定值自动报警功能。
具有可靠的过热、过流、过压及短路自我保护功能。（温度备选功能）。
6. 配有精度调整菜单，用户可自行调整误差值。
7.人性化界面，软件界面友好，功能齐全，轻松完成校验工作，具备电流、温度录波分析功能，并可将电流、温度波形存储，更为直观地分析电流与温度关系值。使所有数据和测试分析结果一目了然。
8.可以显示三相全程电流曲线和多达64路温度（根据客户要求）曲线图。可带微型打印机，可现场随时打印曲线图及测试数据（备选功能）
系统配置
1. 控制部分
（1）主控制器
系统选用西门子S7-1200系列PLC作为主控制器。CPU1214C集成14个数字量I/O点输入10个数字量I/O点输出，2个模拟量I/O点输入。可连接8个扩展模块，最大扩展至158路数字量或66路模拟量。8192字节程序空间和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），1个以太网网口通讯，最多可扩展3个通信模块，支持Modbus通讯协议。
CPU所带的高速计数器可以连接光电编码器，通过计数脉冲检测送纸位移，通过高速脉冲输出口将控制信号传输给步进电机驱动器，从而控制步进电机的运行速度和距离。
（2）人机接口
人机接口选用西门子MP系列真彩触摸屏：
触摸屏和主控制器进行网络通讯，用户可以通过触摸屏设定设备参数，检测设备的运行状态以及报警记录等。
设计上采用先进的PLC控制技术，要有效保证该仪器精准度和反应速度，在使用时操作简单方便。整个测试过程中性能可靠稳定，读数直观快捷。具有零位启动保护、上下限保护，输入端过流保护（有相应按钮和指示灯）并能自动关闭电流，断电后自动回归零位的功能，同时具有无纸温度记录仪并配专用热电偶且单根热电偶线不少于8m长，无纸温度记录仪应具有历史数据存储功能并能转出，断电后可永久保存。本仪器测试方法有全自动测试与手动测试两种方法，只需设置简单的试验电流与时间即可。基于PLC自动控制和温度巡检仪实现全自动控制和采集。系统由主回路电路、西门子PLC主机模块、触摸屏、温度巡检仪和试品构成。整个测试过程中性能可靠稳定，读数直观快捷，温度同时自动采集并打印上传电脑。应用0.2S高精度罗氏线圈有效的保证测试数据的准确性，温度测量装置配用专用型热电偶（热电偶线应不小于8m长），分辨率1℃（温度备选）。直流系统采用IGBT整流技术是随电力电子技术的发展而产生的一种新型的整流技术，它具有高效，低污染，结构简单等特点。
仪器自带稳流系统在三相温升试验中，往往是中间相(默认为B相)电压较其他两相低，表现出三相电压不平衡。因此，三相同步的升降是无法获得三相相同的电流的。稳流时，三相如果以相同速度上升，B相会首先达到目标电流，而此时A相和c相还要继续升压。进而又抬高了B相的电压，使得相电流超出目标电流，由于反馈作用，相调压器要进行降压动作。如此反复，会导致在临近目标电流时，曰相调压器出现来回震荡过程。调压器转速越快，PLC反馈越灵敏，震荡现象越明显。针对这一问题，本仪器采用三相相对同步的调压方式获得三相相同的电流。
2. 调压部分(接触式自动调压器)
柱式电动调压器为大型接触式电动调压器，是感应式调压器的换用产品。外观、重量、体积、效率、 波形、操作、安装维护都优于相同功率的感应调压器。柱式电动调压器具有输出电压波形不失真（输出电压波形畸变率<1%），柱式电动调压器采用电动操作机构，可以闭环远距离操作，减轻操作劳动强度。输出电压可以从零电压起始调节、瞬时过载能力强、空载电流、空载损耗小、效率高、噪音小、寿命长。
结构特点：
（1）三相接触式
（2）铁芯结构：三相柱式
（3）线圈结构：线圈分为公用统组及串联，串联绕组为输入绕组，装置在内层，公共绕组为调压绕组，装置在外层。
（4）输出电压调节由伺服电动机，经变速机构带动滚轮电刷组，沿外层线圈表面上、下滑动，进行电压调节。
（5）在调压器侧面配置的微动行程开关上、下各一只，作为调压器本体的极限保护。若在调压器顶部配置的顺序控制器，由变速机构带动，内配置多套行程开关，供上、下限位和工艺限位。
（6）采用独特的微动调节方式，是调压精度可精确到0.5V，大大超过市面上1V精度。
3.特种变流器 (特制变压器，实现出口电压1-15V自动转换。 直流相采用IGBT)。
4.直流整流：
传统的直流整流采用可控硅6脉冲整流方式，采用大功率硅整流器高效率地把工频交流电转变为直流电。技术简单可靠，但可控硅整流的最大缺点就是对电网的干扰问题，由于输入斩波产生的回溃污染。输入端AC/DC整流电路中采用的是六脉冲整流技术时，输入的功率因数只有0.66～0.8，与负载量成反比，形成的总谐波分量达30%左右，特别是中大功率大量的谐波电流会注入电网，造成电压畸变，电能质量下降，给电力系统发、供、用设备带来严重危害这样传统向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰, 谐波电流不仅污染电网，而首先受到污染的是系统本身。再者，由于它的输入功率因数低，输入无功功率大，要求系统配电容量和系统中其他设备的功率容量都要增大50%；这将使得电网的电压波形受到干扰，电网配线的载荷能力下降，严重时可能导致该线路供电系统的震荡或者其他设备工作异常。高次谐波还消耗大量无功功率，增大线路的损耗，引起电子保护装置的误动作，使电机会产生附加力矩和附加损耗，影响仪器、仪表的计量准确度。
为此，本系统采用的IGBT整流技术，新型的全IGBT整流可轻易地将功率因数提高到接近1。从根本上解决了对电网回馈干扰的问题。
图5
该IGBT整流技术的整流器利用高频切换脉宽调制电流，达到正弦波式输入电流的目的。增加整流器的脉冲数会减少高次谐波电流的次数以及数值。若采用6脉冲叠加的方式，12脉冲、18脉冲、24脉冲，随着脉冲数的增加，电源侧输入谐波电流也随着降低，但会导致整流结构复杂，成本增加，可靠性降低，一般大于12脉冲较少有实际采用。IGBT整流技术因此可将输入谐波电流降至极低。IGBT整流技术还不受负载量的影响，克服了滤波器效率随功率大小变化的问题， 滤波器实现无输入电流真正正弦波输入。IGBT整流技术的UPS单一的输入功率因数0,99，对于电网表现为近似纯阻性负载。
结构特征：本产品的初级线圈一般为圆筒式，次级一般为裸导体弯制成的螺旋式线圈，初级线圈一般无调压抽头，次级线圈电压的变换是由串、并联接而达到，线圈连接组合均为1/1—12。实现出口电压2V/4V/6V/8V/10V/12V可任意组合，并实现自动转换。采用空气自冷式。本产品可与电压调整（感应调压器或移动电压调整器）配套，以达到平滑无极调节的目的。
产品型号
型号
规格
测量系统精度
电流采集精度
变压器
调压器
WSNDL10-K1000
1000A
±0.5%
±0.2%
30KVA
50KVA
WSNDL10-K2000
2000A
±0.5%
±0.2%
60KVA
75KVA
WSNDL10-K3000
3000A
±0.5%
±0.2%
100KVA
120KVA
WSNDL10-K5000
5000A
±0.5%
±0.2%
200KVA
240KVA
WSNDL10-K8000
8000A
±0.5%
±0.2%
300KVA
360KVA
WSNDL10-K10000
10000A
±0.5%
±0.2%
400KVA
480KVA
除以上标准型号外，还可根据用户要求提供定制化产品。
三相交直流温升试验系统适用于母线槽、开关、电流互感器和其它电器设备的电流负载试验及温升试验。
电器设备在正常运行时，长期通过工作电流，产生的能量转变为热能，使电器材料温度升高，如超过一定范围就会使电器材料的机械强度、物理性能下降，容易引发事故，因此，国家标准中规定了不同电器材料的允许长期工作的最高温度或温升。温升试验的目的是测量被试电器各部件的温度或温升，以确定试品是否符合标准要求，采用的是快速模拟试验方法，即主电路通以额定电流。温升试验的特点是：① 时间较长，中小型的试验过程需7、8 h，而大型变压器的试验需十几个小时甚至更长时间；② 耗费大，故许多厂家为了避过用电高峰而在夜间试验；③ 试验过程单调枯燥，长时间里反复地测量温度值。传统的温升测试系统不仅误差大，而且占用大量人力和物力。
因此，有必要设计全自动的温升在线测试系统来减轻试验人员的劳动强度，避免事故的发生，提高试验结果的精度和试验过程的自动化水平。本装置主要依据国家标准GB 725 1低压成套开关设备和控制设备总则和GB／T 14048低压开关设备和控制设备总则的相关标准。
功能及参数
本试验系统内置高配置触摸屏操作，测试无需外接任何辅助设备，全自动控制，傻瓜式操作。系统有全自动测试与手动测试两种方法，只需设置简单的试验电流与时间即可。带有自动稳流系统，配有USB口，轻松外挂U盘、打印机等多种设备。
操作时，只需设置好目标电流即可，无需人工监控，仅需设定测试、电流和步长，省去手动调压、人工记录、描绘曲线等烦琐劳动，减小劳动强度，提高工作效率也可工作结束后把数据读到电脑上查看即可。
用户界面友好，功能齐全，轻松完成校验工作，具备电流、温度录波分析功能，并可将电流、温度波形存储，更为直观地分析电流与温度关系值。使所有数据和测试分析结果一目了然，系统主要特点如下：
1.控制采用触摸屏+PLC实现，测试无需外接任何辅助设备，全自动控制，傻瓜式操作，快捷、简单、方便:
2. 带有自动稳流系统，配有USB口，轻松外挂U盘、打印机（选）等多种设备。
3. 带三相自动平衡系统，保证三相平衡输出，输出电流采样采用进口罗氏线圈并采用当前最新电力电子技术，抗干扰能力强，输出精度高，最高可达0.2级。
4.只需设置好目标电流即可，无需人工监控，仅需设定测试电压、电流和步长，省去手动调压、人工记录、描绘曲线等烦琐劳动，减小劳动强度，提高工作效率。也可工作结束后把数据读到电脑上查看即可。
5. 设有电流、温度 最低值和最高值，具有超过限定值自动报警功能。
具有可靠的过热、过流、过压及短路自我保护功能。（温度备选功能）。
6. 配有精度调整菜单，用户可自行调整误差值。
7.人性化界面，软件界面友好，功能齐全，轻松完成校验工作，具备电流、温度录波分析功能，并可将电流、温度波形存储，更为直观地分析电流与温度关系值。使所有数据和测试分析结果一目了然。
8.可以显示三相全程电流曲线和多达64路温度（根据客户要求）曲线图。可带微型打印机，可现场随时打印曲线图及测试数据（备选功能）
系统配置
1. 控制部分
（1）主控制器
系统选用西门子S7-1200系列PLC作为主控制器。CPU1214C集成14个数字量I/O点输入10个数字量I/O点输出，2个模拟量I/O点输入。可连接8个扩展模块，最大扩展至158路数字量或66路模拟量。8192字节程序空间和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），1个以太网网口通讯，最多可扩展3个通信模块，支持Modbus通讯协议。
CPU所带的高速计数器可以连接光电编码器，通过计数脉冲检测送纸位移，通过高速脉冲输出口将控制信号传输给步进电机驱动器，从而控制步进电机的运行速度和距离。
（2）人机接口
人机接口选用西门子MP系列真彩触摸屏：
触摸屏和主控制器进行网络通讯，用户可以通过触摸屏设定设备参数，检测设备的运行状态以及报警记录等。
设计上采用先进的PLC控制技术，要有效保证该仪器精准度和反应速度，在使用时操作简单方便。整个测试过程中性能可靠稳定，读数直观快捷。具有零位启动保护、上下限保护，输入端过流保护（有相应按钮和指示灯）并能自动关闭电流，断电后自动回归零位的功能，同时具有无纸温度记录仪并配专用热电偶且单根热电偶线不少于8m长，无纸温度记录仪应具有历史数据存储功能并能转出，断电后可永久保存。本仪器测试方法有全自动测试与手动测试两种方法，只需设置简单的试验电流与时间即可。基于PLC自动控制和温度巡检仪实现全自动控制和采集。系统由主回路电路、西门子PLC主机模块、触摸屏、温度巡检仪和试品构成。整个测试过程中性能可靠稳定，读数直观快捷，温度同时自动采集并打印上传电脑。应用0.2S高精度罗氏线圈有效的保证测试数据的准确性，温度测量装置配用专用型热电偶（热电偶线应不小于8m长），分辨率1℃（温度备选）。直流系统采用IGBT整流技术是随电力电子技术的发展而产生的一种新型的整流技术，它具有高效，低污染，结构简单等特点。
仪器自带稳流系统在三相温升试验中，往往是中间相(默认为B相)电压较其他两相低，表现出三相电压不平衡。因此，三相同步的升降是无法获得三相相同的电流的。稳流时，三相如果以相同速度上升，B相会首先达到目标电流，而此时A相和c相还要继续升压。进而又抬高了B相的电压，使得相电流超出目标电流，由于反馈作用，相调压器要进行降压动作。如此反复，会导致在临近目标电流时，曰相调压器出现来回震荡过程。调压器转速越快，PLC反馈越灵敏，震荡现象越明显。针对这一问题，本仪器采用三相相对同步的调压方式获得三相相同的电流。
2. 调压部分(接触式自动调压器)
柱式电动调压器为大型接触式电动调压器，是感应式调压器的换用产品。外观、重量、体积、效率、 波形、操作、安装维护都优于相同功率的感应调压器。柱式电动调压器具有输出电压波形不失真（输出电压波形畸变率<1%），柱式电动调压器采用电动操作机构，可以闭环远距离操作，减轻操作劳动强度。输出电压可以从零电压起始调节、瞬时过载能力强、空载电流、空载损耗小、效率高、噪音小、寿命长。
结构特点：
（1）三相接触式
（2）铁芯结构：三相柱式
（3）线圈结构：线圈分为公用统组及串联，串联绕组为输入绕组，装置在内层，公共绕组为调压绕组，装置在外层。
（4）输出电压调节由伺服电动机，经变速机构带动滚轮电刷组，沿外层线圈表面上、下滑动，进行电压调节。
（5）在调压器侧面配置的微动行程开关上、下各一只，作为调压器本体的极限保护。若在调压器顶部配置的顺序控制器，由变速机构带动，内配置多套行程开关，供上、下限位和工艺限位。
（6）采用独特的微动调节方式，是调压精度可精确到0.5V，大大超过市面上1V精度。
3.特种变流器 (特制变压器，实现出口电压1-15V自动转换。 直流相采用IGBT)。
4.直流整流：
传统的直流整流采用可控硅6脉冲整流方式，采用大功率硅整流器高效率地把工频交流电转变为直流电。技术简单可靠，但可控硅整流的最大缺点就是对电网的干扰问题，由于输入斩波产生的回溃污染。输入端AC/DC整流电路中采用的是六脉冲整流技术时，输入的功率因数只有0.66～0.8，与负载量成反比，形成的总谐波分量达30%左右，特别是中大功率大量的谐波电流会注入电网，造成电压畸变，电能质量下降，给电力系统发、供、用设备带来严重危害这样传统向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰, 谐波电流不仅污染电网，而首先受到污染的是系统本身。再者，由于它的输入功率因数低，输入无功功率大，要求系统配电容量和系统中其他设备的功率容量都要增大50%；这将使得电网的电压波形受到干扰，电网配线的载荷能力下降，严重时可能导致该线路供电系统的震荡或者其他设备工作异常。高次谐波还消耗大量无功功率，增大线路的损耗，引起电子保护装置的误动作，使电机会产生附加力矩和附加损耗，影响仪器、仪表的计量准确度。
为此，本系统采用的IGBT整流技术，新型的全IGBT整流可轻易地将功率因数提高到接近1。从根本上解决了对电网回馈干扰的问题。
图5
该IGBT整流技术的整流器利用高频切换脉宽调制电流，达到正弦波式输入电流的目的。增加整流器的脉冲数会减少高次谐波电流的次数以及数值。若采用6脉冲叠加的方式，12脉冲、18脉冲、24脉冲，随着脉冲数的增加，电源侧输入谐波电流也随着降低，但会导致整流结构复杂，成本增加，可靠性降低，一般大于12脉冲较少有实际采用。IGBT整流技术因此可将输入谐波电流降至极低。IGBT整流技术还不受负载量的影响，克服了滤波器效率随功率大小变化的问题， 滤波器实现无输入电流真正正弦波输入。IGBT整流技术的UPS单一的输入功率因数0,99，对于电网表现为近似纯阻性负载。
结构特征：本产品的初级线圈一般为圆筒式，次级一般为裸导体弯制成的螺旋式线圈，初级线圈一般无调压抽头，次级线圈电压的变换是由串、并联接而达到，线圈连接组合均为1/1—12。实现出口电压2V/4V/6V/8V/10V/12V可任意组合，并实现自动转换。采用空气自冷式。本产品可与电压调整（感应调压器或移动电压调整器）配套，以达到平滑无极调节的目的。
产品型号
型号
规格
测量系统精度
电流采集精度
变压器
调压器
WSNDL10-K1000
1000A
±0.5%
±0.2%
30KVA
50KVA
WSNDL10-K2000
2000A
±0.5%
±0.2%
60KVA
75KVA
WSNDL10-K3000
3000A
±0.5%
±0.2%
100KVA
120KVA
WSNDL10-K5000
5000A
±0.5%
±0.2%
200KVA
240KVA
WSNDL10-K8000
8000A
±0.5%
±0.2%
300KVA
360KVA
WSNDL10-K10000
10000A
±0.5%
±0.2%
400KVA
480KVA
除以上标准型号外，还可根据用户要求提供定制化产品。
