專利名稱：船舶電站綜合試驗系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電站綜合試驗系統，特別是涉及一種船舶電站綜合試驗系統，屬于大、中型船廠在造船舶的碼頭試驗領域。
背景技術：
目前，各類船廠測試船舶發電機時發電機各項試驗參數的記錄普遍采用手動方式，由于實際負荷波動較快，數據不可能同時手動記錄，所以所記錄的結果與實際參數誤差較大。另外鹽水缸的調節普遍采用手動方式，由于水分蒸發較快，調節比較頻繁。而且，所采用的鹽水缸主要是水面相對靜止，極板升降，通過改變極板與水面的接觸面積來改變發電機負荷的方式，容易造成機間負荷不平衡，動態變化較大。原因是當接觸面積增大時，不同相極板間水電阻變小，因為在相同電壓下，P＝U2/R，發電機所消耗功率與電阻成反比，所以所消耗的功率相應變大；反之，則變小。極板的升降方式又分鋼絲繩吊動和蝸輪蝸桿帶動兩種方式。這兩種方式都需要驅動電機和存在機械傳動機構，而在試驗過程中對鹽水缸的調節比較頻繁，所以極易造成傳動機構的機械故障和控制回路的電氣故障。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能在發電機試驗負荷過程實現發電機試驗數據自動記錄和發電機試驗負荷自動調節的船舶電站綜合試驗系統。
本發明的目的通過以下技術方案予以實現主配電板匯流排上，主配電板匯流排和鹽水缸匯流排通過負荷電纜連接，本發明的船舶電站綜合試驗系統，它包括至少一臺發電機、負荷電纜和由至少一個鹽水缸構成的鹽水缸組，其特征在于，它還包括電力參數測量儀、監控計算機，所述的電力參數測量儀的信號輸出端與監控計算機的信號輸入端聯接，用于測量發電機實時的電壓、頻率、功率等要記錄的參數；在監控計算機上安裝組態軟件，通過通訊的方式將電力參數測量儀所采集到的實時數據在計算機屏幕上實時顯示、記錄，形成符合船級社要求的報表。
為實現發電機試驗負荷的自動調節，可增設可編程控制器(PLC)，該可編程控制器通過通訊端口與監控計算機實現實時通訊并與鹽水缸之間進行控制執行與信號采集。根據試驗的進程，實時比較發電機總的輸出功率和鹽水缸總的消耗功率，可在監控計算機上對每個鹽水缸的額定電流進行設定，并將該設定值以通訊的方式傳送給控制鹽水缸的PLC。PLC根據實驗設定電流和檢測到的實時電流進行分析，從而控制鹽水缸極板與鹽水的接觸面積。
所述的鹽水缸包括極板、工作水缸、儲備水缸和連接水管，所述的極板安裝在工作水缸內，儲備水缸通過連接在工作水缸下部的連接水管與工作水缸相通，所述的儲備水缸最高水位的上方缸體上開有進水孔、進氣孔和放氣孔，進水孔上設一補水電磁閥，進氣孔上設一充氣電磁閥，放氣孔上設一放氣電磁閥，各電磁閥通過電磁閥控制電路與可編程控制器和連接。可編程控制器根據鹽水缸的設定電流和檢測到的實時電流控制充氣電磁閥、放氣電磁閥和補水電磁閥，實現鹽水缸中實際水面的自動升降。
所述的鹽水缸中的極板采用矩形交叉布置方式，并通過銅排連接到鹽水缸主開關。
所述的鹽水缸中的極板排布依次錯布，有效的消除了相間負荷誤差，同時使得鹽水缸空間得到了最大的利用。
所述的鹽水缸組按照標準集裝箱設計外形尺寸，以便于吊運、安裝。
所述鹽水缸的缸體為絕緣缸體。
增設主配電板匯流排和鹽水缸匯流排連接，所述的負荷電纜一端與主配電板匯流排連接，另一端與鹽水缸匯流排連接，負荷電纜兩端連接處均采用的此種匯排流形式，比傳統方式節約電纜近50％。
所述鹽水缸組一端設有電器控制箱，可編程控制器，鹽水缸負荷主開關及相關控制回路均安裝在電器控制箱內。
本發明的優點在于(1)設置電力參數測量儀和監控計算機，實現了發電機試驗數據自動記錄初始輸入試驗發電機組的額定參數(電壓、功率、頻率等)，選擇試驗內容(電壓特性、并聯運行、負荷特性等)后，監控計算機即可按照相應程序完成整個試驗過程，可選擇手動、自動記錄試驗數據，自動計算試驗結果、生成相關報表供船東、船檢簽字認可；數據以數據庫形式保存，可隨時查看以往試驗數據進行比較；相關數據也可保存為電子表格文件供二次利用。(2)增設可編程控制器，實現發電機試驗負荷自動調節根據發電機試驗要求，可自動快速穩定的調節鹽水缸水位，并可自動維持功率恒定，三相負荷相對平衡，調整誤差率小于1％；鹽水缸所用的負荷開關根據試驗情況自動合閘、分閘；試驗過程中自動補水，維持鹽份濃度基本恒定。(3)鹽水缸采用了極板固定、PLC控制充、放氣電磁閥和補水電磁閥，實現自動、快速、穩定、可靠地調整極坂與鹽水的接觸面積，進而調整發電機負荷的目的。
圖1是本船舶電站綜合試驗系統的原理結構示意圖；圖2是本船舶電站綜合試驗系統中的鹽水缸結構示意圖；圖3是本船舶電站綜合試驗系統中的鹽水缸組結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
如圖1～3所示結構，本發明的船舶電站綜合試驗系統，它包括發電機1、實驗用負荷電纜2、電力參數測量儀3、監控計算機4、由三個鹽水缸構成的鹽水缸組5、可編程控制器6和電器控制箱7，所述的電力參數測量儀3連接到船舶電站，其信號輸出端與監控計算機4的信號輸入端聯接，用于測量發電機1實時的電壓、頻率、功率等參數；在監控計算機4上安裝組態軟件，通過以ModBus通訊的方式將電力參數測量儀3所采集到的實時數據在計算機屏幕上實時顯示、記錄；所述的可編程控制器6通過通訊端口與監控計算機4實現實時通訊，并與鹽水缸8連接實現控制執行與信號采集，根據試驗的進程，實時比較發電機1總的輸出功率和鹽水缸8總的消耗功率，可在監控計算機上對每個鹽水缸8的設定電流進行設置，并將該設定值以通訊的方式傳送給控制鹽水缸8的可編程控制器6；可編程控制器6根據鹽水缸8的設定電流和檢測到的實時電流控制鹽水缸極板91、92、93與鹽水的接觸面積；所述的鹽水缸8包括極板91、92、93、工作水缸10、儲備水缸11和連接水管12，所述的極板91、92、93安裝在工作水缸10內，并通過銅排191、192、193連接到鹽水缸負荷主開關18，該極板91、92、93采用矩形交叉布置方式，其排布依次錯相，有效地消除了相間負荷誤差，同時使得鹽水缸8空間得到了最大的利用；儲備水缸11通過連接在工作水缸10下部的連接水管12與工作水缸10相通，所述的儲備水缸11最高水位的上方缸體上開有進水孔13、進氣孔14和放氣孔15，進水孔上設一補水電磁閥23，進氣孔上設一充氣電磁閥21，放氣孔上設一放氣電磁閥22，各電磁閥通過電磁閥控制電路與可編程控制器6連接，可編程控制器6根據試驗設定電流和檢測到的實時電流控制充氣電磁閥21、放氣電磁閥22和補水電磁閥23，實現鹽水缸8中實際水面的自動升降；所述的鹽水缸組5按照標準集裝箱設計外形尺寸，以便于吊運、安裝；所述鹽水缸8的缸體為絕緣缸體，以避免事故發生；所述的負荷電纜2一端與主配電板匯流排連接16，另一端與鹽水缸匯流排17連接，負荷電纜2連接處采用的這種匯排流形式，比傳統方式節約電纜近50％；所述電器控制箱7內設置在鹽水缸組5一端，可編程控制器6、鹽水缸負荷主開關18及其控制回路均安裝在電器控制箱7內。
本船舶電站綜合試驗系統中的鹽水缸內水位的調節過程是發電機負荷開始試驗之前，補水電磁閥和放氣電磁閥同時打開，進水管開始經過進水電磁閥向儲備水缸內補水，當儲備水缸水位達到工作水缸底部時，補水電磁閥和放氣電磁閥同時關閉，停止補水。當需要增加負荷時，充氣電磁閥打開，開始向儲備缸充氣，儲備缸內氣壓增加，在氣壓的作用下，一部分鹽水通過連接水管底部進入工作缸內，當到達要求負荷時，關閉充氣電磁閥，由于儲備水缸內壓力與工作水缸內水壓平衡，連接水管停止向工作缸內補水；當需要減少負荷的時候，儲備缸上方的放氣電磁閥打開，由于工作缸內的水面高于儲備缸內存水，則工作缸內鹽水由于重力的作用返回儲備缸，工作缸內水面與極板的接觸面積減少，負荷下降。
本船舶電站綜合試驗系統的整體工作過程是船用發電機發出的電經過發電機主開關送到主配電板匯流排上，主配電板匯流排和鹽水缸匯流排通過負荷電纜連接，鹽水缸的負荷開關合閘后，相應的鹽水缸投入使用。
電力參數測量儀用來檢測船用發電機的實際運行數據，包括電壓、電流、頻率、功率因數、有功功率、無功功率等，主要用途在于發電機試驗數據的自動記錄。
監控電腦用來顯示電力參數測量儀所采集到發電機的試驗數據并進行記錄，根據試驗進程向可編程控制器設定運行參數，如每個鹽水缸的設定電流或總的設定電流。
可編程控制器根據監控電腦設定的運行參數，控制鹽水缸負荷開關的通斷，充氣電磁閥、放氣電磁閥、補水電磁閥的通斷，其主要用途在于發電機試驗負荷的自動調節。
電力參數測量儀和可編程控制器與監控電腦之間采用Modbus通訊的方式進行連接通信。
本發明并不限于以上實施方式，只要是本說明書中提及的方案均是可以實施的。
權利要求
1.船舶電站綜合試驗系統，它包括至少一臺發電機、負荷電纜和由至少一個鹽水缸構成的鹽水缸組，其特征在于，它還包括電力參數測量儀、監控計算機，所述的每個發電機上分別設置有電力參數測量儀，所述的電力參數測量儀的信號輸出端與監控計算機的信號輸入端聯接。
2.根據權利要求1所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于增設可編程控制器，該可編程控制器通過通訊端口與監控計算機之間實現實時通訊，并與鹽水缸的實時執行信號進行采集與控制。
3.根據權利要求1所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于所述的鹽水缸組中的鹽水缸包括極板、工作水缸、儲備水缸和連接水管，所述的極板安裝在工作水缸內，儲備水缸通過連接在工作水缸下部的連接水管與工作水缸相通，所述的儲備水缸最高水位的上方缸體上開有進水孔、進氣孔和放氣孔，進水孔上設一補水電磁閥，進氣孔上設一充氣電磁閥，放氣孔上設一放氣電磁閥，各電磁閥通過常規電磁閥控制電路與可編程控制器實現通訊。
4.根據權利要求3所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于所述的鹽水缸中的極板采用矩形交叉布置方式。
5.根據權利要求4所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于所述的鹽水缸組中的極板排布依次錯相。
6.根據權利要求5所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于所述的鹽水缸組按照標準集裝箱設計外形尺寸。
7.根據權利要求6所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于所述鹽水缸的缸體為絕緣缸體。
8.根據權利要求1所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于所述的負荷電纜兩端連接處均采用匯排流形式。
9.根據權利要求1或3或4或5或6或7所述的船舶電站綜合試驗系統，其特征在于所述鹽水缸組一端設有電器控制箱，和可編程控制器、負荷主開關及相關控制回路均安裝在電器控制箱內。
全文摘要
本發明公開了一種船舶電站綜合試驗系統，它包括發電機、負荷電纜、鹽水缸組、電力參數測量儀、監控計算機、可編程控制器，電力參數測量儀安裝在船舶電站上，其信號輸出端與監控計算機的信號輸入端聯接，鹽水缸包括極板、工作水缸、儲備水缸和連接水管，極板安裝在工作水缸內，儲備水缸通過連接水管與工作水缸相通，儲備水缸上開有進水孔、進氣孔和放氣孔，進水孔上設補水電磁閥，進氣孔上設充氣電磁閥，放氣孔上設放氣電磁閥。本發明的優點是設置電力參數測量儀和監控計算機，實現了發電機試驗數據自動記錄；增設可編程控制器，實現發電機試驗負荷自動調節；采用固定式極板的鹽水缸、PLC控制充、放氣、補水電磁閥，實現自動快速調整發電機試驗負荷的目的。
文檔編號G01R31/00GK1877353SQ20061003557
公開日2006年12月13日 申請日期2006年5月23日 優先權日2006年5月23日
發明者陳德林, 陸毅華 申請人:廣州文沖船廠有限責任公司