温升试验装置的设计与实现
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摘要
电力电子技术是能够给电力工业带来革命性进步的新技术，而电力电子试验室的建设是电力电子技术在电力系统中工程化应用的先决条件，按照IEC有关标准，各类电力电子实用装置均对相关的实验条件提出了具体的要求。同时，试验装备(耐压试验装置、温升试验装置、过电流试验装置以及合成“全工况”试验装置)的建设又将进一步促进电力电子装置实用化进程。
目前电力电子试验室建设的首要任务就是完成温升试验装置开发工作。这是由温升试验装置的核心与基础地位所决定的。因为它一方面要负责被试品的温升试验，即测试被试品在正常工作情况下的温度性能指标。另一方面它还将是进行过电流试验、合成“全工况”试验的辅助设备，没有它将无法进行这两项试验。因此相对而言温升试验装置更具基础性和必要性。
温升试验装置实际上就是一个可提供不同等级大电流的单相、高压试验电源。该试验电源一次回路的设计原理较为简单。首先通过一个转换变压器将三相电源转换为单相电源，然后通过单相温升试验变压器向被试品(高压阀)提供不同等级的高电压、大电流。温升试验装置的二次部分，即测控系统作为试验装置的神经中枢，对试验装置自身的性能和调节特性都有十分重要的作用，特别是温升试验回路的测控系统必须具备较大的控制灵活性，因为它不仅仅是用于温升试验，还要提供辅助接口作为过电流试验、合成“全工况”试验的辅助部分协同工作。经过综合比较我们决定采用西门子公司的可编程序控制器(PLC)技术和PROFIBUS现场总线技术来实现温升试验装置的测量、控制功能。
最后依据温升装置在验收调试过程和TCSC TE板触发功能的开发调试等实际运行过程中收集的大量试验数据、波形图文件进行了充分的理论分析、过程判别，从而对温升试验装置做出一个全面的、客观的性能评估。
Power electronic technology is a new technology which can bring innovatory progress in power industry. And the building of the power electronic lab is precondition if we want to widely use the power electronic technology in power system. According to IEC standard,power electronic equipment also advance different request on testing condition. The building the power electronic testing equiment (such as high voltage tester,temperature tester,exceed current tester,"full state" tester)will help to speed the development of the power electronic equiment.
Now the primary task to build the power electronic lab is to complete the temperature tester, Because the temperature tester play an important role in the power electronic lab. On the one hand the temperature tester can test the high voltage valve's temperature parameter, On the other hand the temperature tester can help to complete exceed current test and "full state" test. Without the temperature tester, We can not do the exceed current test and "full state" test. So the temperature tester is more important than other tow tester.
In nature the temperature tester is a power supply which can supply great current and high voltage. The design principle of the power supply is relatively simple. Firstly we can change three-phase power into single-phase by a transition transformer, Then we can supply different class's great current and high voltage to the high voltage valve. The measurement and control system is the nerve centre of the temperature tester. By carefully thinking we decide to use the SIMATIC PLC and PROFIBUS field bus technology key i the measurement and control system
At last,According to the data and chart that we get during the testing procession we can get a impersonal estimation of the temperature tester.
目前电力电子试验室建设的首要任务就是完成温升试验装置开发工作。这是由温升试验装置的核心与基础地位所决定的。因为它一方面要负责被试品的温升试验，即测试被试品在正常工作情况下的温度性能指标。另一方面它还将是进行过电流试验、合成“全工况”试验的辅助设备，没有它将无法进行这两项试验。因此相对而言温升试验装置更具基础性和必要性。
温升试验装置实际上就是一个可提供不同等级大电流的单相、高压试验电源。该试验电源一次回路的设计原理较为简单。首先通过一个转换变压器将三相电源转换为单相电源，然后通过单相温升试验变压器向被试品(高压阀)提供不同等级的高电压、大电流。温升试验装置的二次部分，即测控系统作为试验装置的神经中枢，对试验装置自身的性能和调节特性都有十分重要的作用，特别是温升试验回路的测控系统必须具备较大的控制灵活性，因为它不仅仅是用于温升试验，还要提供辅助接口作为过电流试验、合成“全工况”试验的辅助部分协同工作。经过综合比较我们决定采用西门子公司的可编程序控制器(PLC)技术和PROFIBUS现场总线技术来实现温升试验装置的测量、控制功能。
最后依据温升装置在验收调试过程和TCSC TE板触发功能的开发调试等实际运行过程中收集的大量试验数据、波形图文件进行了充分的理论分析、过程判别，从而对温升试验装置做出一个全面的、客观的性能评估。
Power electronic technology is a new technology which can bring innovatory progress in power industry. And the building of the power electronic lab is precondition if we want to widely use the power electronic technology in power system. According to IEC standard,power electronic equipment also advance different request on testing condition. The building the power electronic testing equiment (such as high voltage tester,temperature tester,exceed current tester,"full state" tester)will help to speed the development of the power electronic equiment.
Now the primary task to build the power electronic lab is to complete the temperature tester, Because the temperature tester play an important role in the power electronic lab. On the one hand the temperature tester can test the high voltage valve's temperature parameter, On the other hand the temperature tester can help to complete exceed current test and "full state" test. Without the temperature tester, We can not do the exceed current test and "full state" test. So the temperature tester is more important than other tow tester.
In nature the temperature tester is a power supply which can supply great current and high voltage. The design principle of the power supply is relatively simple. Firstly we can change three-phase power into single-phase by a transition transformer, Then we can supply different class's great current and high voltage to the high voltage valve. The measurement and control system is the nerve centre of the temperature tester. By carefully thinking we decide to use the SIMATIC PLC and PROFIBUS field bus technology key i the measurement and control system
At last,According to the data and chart that we get during the testing procession we can get a impersonal estimation of the temperature tester.
引文
[1]中国电力科学研究院 大功率电力电试验室建设可行性研究报告．P2～5
[2]中国电力科学研究院 大功率电力电子试验室建设——温升试验成套装置招标书．P1～6．
[3]刘叔华 变压器和互感器的电路计算与相量变换．1978年8月第一版．北京：水利电力出版社，P233～253．
[4]李树棠 变压器基础知识．1980年2月新一版．西安：陕西科学技术出版社P310-323．
[5]刘文里等．低压大电流三相变单相变压器研究．电机与控制学报．1997年12月．P235．
[6]路长柏．电力变压器绝缘技术．1998年3月第一版．哈尔滨工业大学出版社．P164～190．
[7]刘文里．三相变单相装置运行特性的比较．1998年6月．变压器．P9-30．
[8]王正茂等．电机学[专著]．2000年9月．西安：交通大学出版社．P89．
[9]北京科锐．KYN□—12型户高压开关设备安装使用说明书．2003年2月．第二版．P3．
[10]北京科锐．XGN28—12型户内全封闭固定式开关柜安装使用说明书．2003年2月．第二版．P3．
[11]北京科锐．SM型滤波支路负荷开关柜安装使用说明书．2003年2月．第二版．P1～3．
[12]中国电力科学研究院．大功率电力电子试验室晶闸管阀组纯水冷却装置技术协议．P3．
[13]中国电力科学研究院．SVC动态无功补偿装置用户培训手册．P146～147．
[14]林集明．伊冯可控串补主要器件基本工作条件及总体工作能力探讨．1997年9月．电网技术．P1～2．
[15]孙频东．静止无功补偿系统的研制．2002年1月．南京师范大学学报(工程技术版)．P18～19．
[16]雷宪章．串联补偿技术在远距离高电压交流输电系统中的应用．1998年11月．P34．
[17]张津．可控串联补偿装置的研究现状．2002年2月．电力情报．P61～62．
[18]时鑫．TCR动态无功补偿装置在煤矿中的应用．工矿自动化．2003年4月．P4～5．
[19]SIEMENS SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册．2003年5月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P4-2～4-8．P6-3～6-140．
[20]彭利标．可编程控制器原理及应用[专著]．1999年8月．西安电子科技大学出版社．P146．
[21]崔亚军．可编程控制器原理及程序设计[专著]．1993年3月．修订版．电子工业出版社．P63．
[22]王兆义．小型可编程控制器实用技术[专著]．1997年8月．机械工业出版社．P149．
[23]廖常初．PLC编程及应用．2002年9月．第一版．机械工业出版社．P27．
[24]钟肇新．彭侃可．编程控制器原理及应用．1992年4月第二版．华南理工大学出版社．P5．
[25]SIMATIC S7-200 Programmable Controller Installation and Hardware Manual. Page 147.
[26]魏志精．可编程控制器应用技术．1995年7月．电子工业出版社．P78．
[27]施仁．刘文江．郑辑光．自动化仪表与过程控制．2003年3月．第三版．电子工业出版社．P138～152．
[28]HANDY THERMO TVS-100 SERIES INSTRUCTION MANUAL. NIPPON AVIONICS CO.,LTD. November 1994. Page 30～45.
[29]Handy Thermo TVS-100 Series RS-232C User's Manual. Nippon Avionis Co., Ltd. November 1994. Page 1～8.
[30]PROFIBUS实用宝典．2003年5月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动．P32～3．P55～66．
[31]常斗南．可编程序控制器原理、应用及通信基础．1987年．第三版．机械工业出版社．P17．
[32]郭宗仁等 可编程序控制器及其通信网络技术[专著]．1999年5月．人民邮电出版社．P248．
[33]邱公伟．可编程控制器网络通信及应用[专著]．2000年3月．修订版．清华大学出版社．P96．
[34]俞金寿．何衍庆．集散控制系统原理及应用[专著]．1995年8月．化学工业出版社．P98．
[35]用于自动化控制系统的工业通讯网络．2002年11月 西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P58．
[36]临锦国．过程控制系统、仪表、装置．2001年3月．第一版．东南大学出版社P34．
[37]WinCC通讯手册1．2002年11月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P67～79．
[38]www.ad.siemens.de.
[39]www.ad.siemens.com.cn/s7-200.
[40]TP270A-TP270B-OP270B设备手册．2001年2月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P31．
[41]SIMATIC NET industrial Communications Networks SEND/RECEIVE Programmable Interface Manual.Page 71.
[42]STEP7-V50使用入门．2001年2月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P4～8．
[43]WinCC组态手册1．2002年11月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P207～239．
[44]SIEMENS MicroWlN_English User's Manual．1999年10月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P7～15．
[45]PRO TOOL使用入门．2001年2月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P16～18．
[46]SIMATIC NET网络解决方案．2002年11月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P27～35．
[47]用于编程器／PC机的SIMATIC NET通讯处理器．2002年11月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P27～35．
[48]www.ad.siemens.com.cn
[49]WinCC系统描述(V5.0)．1999年4月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P25．
[50]WinCC组态手册2.2002年11月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P187～205．
[51]SIEMENS SINEC S7 Programming Interface Description. Page 1.
[2]中国电力科学研究院 大功率电力电子试验室建设——温升试验成套装置招标书．P1～6．
[3]刘叔华 变压器和互感器的电路计算与相量变换．1978年8月第一版．北京：水利电力出版社，P233～253．
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[49]WinCC系统描述(V5.0)．1999年4月．西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团．P25．
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