励磁系统静态测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及励磁系统测试领域，具体而言，涉及励磁系统静态测试仪。
【背景技术】
[0002]近年我国电源建设突飞猛进，在建发电机机组的单机容量迅速提高，发电机的额定励磁电压和励磁电流都越来越大，励磁系统的安全性越来越显得特别重要，在早期的静态调试实验以及机组大修试验中，励磁系统静态试验(小电流试验)是一项非常重要的试验。
[0003]励磁系统静态试验的目的是创造一个模拟的环境检查励磁调节器的基本控制功能，脉冲可靠触发的能力，晶闸管完好性等。同时检查同步信号回路的相序和相位，查看调节器的触发脉冲是否正确，检查晶闸管功率桥是否均能可靠触发，检查晶闸管输出波形是否正确。励磁系统静态试验需要外接380V的交流电源、三相调压器、阻值恰当且功率合适的电阻负载以及录波器等设备。
[0004]目前励磁系统静态测试基本都采用临时的三相电源、三相调压器、负载电阻、录波器等设备临时搭建后测试，这样接线十分复杂、工作量大、相关设备不易准备且设备性能也不易满足试验要求。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供励磁系统静态测试仪，以简化励磁系统测试设备，提升测试的便捷性。
[0006]本实用新型实施例提供了一种励磁系统静态测试仪，包括:电源变换装置、负载电阻和录波控制装置;该电源变换装置包括依次连接的输入整流及滤波回路、DC/DC隔离变换回路、三相逆变回路和三相LC滤波回路，以及与输入整流及滤波回路、DC/DC隔离变换回路、三相逆变回路和三相LC滤波回路均分别连接的电源变换控制器;该录波控制装置包括:电压采样器、电流采样器、逻辑控制器，与逻辑控制器连接的嵌入式工控机，以及与嵌入式工控机连接的存储器和缓存器，其中电压采样器和电流采样器分别包括多路采样通道，且每路采样通道均设置有一个A/D转换器;逻辑控制器控制A/D转换器的采样档位，以及控制电压采样器和电流采样器的各采样通道的程控档位；
[0007]嵌入式工控机通过控制参数的传输接口与电源变换装置的电源变换控制器连接；
[0008]电源变换控制器通过调整输入整流及滤波回路的触发角(即输入整流及滤波回路内可控硅的触发角)，控制电源变换装置输出的电压幅值;电源变换控制器还用于对三相逆变回路进行过流检测与保护，对三相LC滤波回路进行输出电压和输出电流进行测量；
[0009]三相LC滤波回路与被测励磁系统连接，被测励磁系统通过三相整流桥与负载电阻连接;电压采样器和电流采样器对三相整流桥与负载电阻连接通路上的电压和电流进行采样。
[0010]其中，DC/DC隔离变换回路采用高频变压器实现。
[0011]上述输入整流及滤波回路采用可控的单相全波整流桥实现。
[0012]上述单相全波整流桥由同步信号变压器、隔离控制电源、相位检测电路、移相电路、光电隔离触发及输出可控硅集成。
[0013]上述DC/DC隔离变换回路包括:依次相连的单相逆变回路、高频变压器、整流回路和LC滤波回路。
[0014]上述三相LC滤波回路中的电感采用高磁通率的铁镍磁粉芯磁环线圈电感，电容采用无感CBB电容。
[0015]上述负载电阻为铝电阻。
[0016]上述嵌入式工控机还包括与外界上位监控机连接的以太网口。
[0017]上述逻辑控制器为FPGA(现场可编程门阵列)。
[0018]上述电源变换装置设置于手提式机箱的下箱内，录波控制装置和负载电阻设置于所述手提式机箱的上箱内。
[0019]本实用新型实施例提供的励磁系统静态测试仪包括电源变换装置、录波控制装置和负载电阻;且电源变换装置包括依次连接的输入整流及滤波回路、DC/DC隔离变换回路、三相逆变回路和三相LC滤波回路，以及与上述回路均分别连接的电源变换控制器;该录波控制装置包括电压采样器、电流采样器、逻辑控制器，与逻辑控制器连接的嵌入式工控机，以及与嵌入式工控机连接的存储器和缓存器，其中电压采样器和电流采样器分别包括多路采样通道，且每路采样通道均设置有一个A/D转换器;逻辑控制器控制A/D转换器的采样档位，以及控制电压采样器和电流采样器的各采样通道的程控档位;嵌入式工控机通过控制参数的传输接口与电源变换装置的电源变换控制器连接;这种测试仪无需进行太多的现场布线等繁琐操作，可以很方便地对被测励磁系统进行测试，简化了测试过程。
[0020]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]图1示出了本实用新型实施例所提供的一种励磁系统静态测试仪的结构示意图；
[0023]图2示出了本实用新型实施例所提供的另一种励磁系统静态测试仪的整体设计图；
[0024]图3A示出了本实用新型实施例所提供的放置励磁系统静态测试仪的手提式机箱如面板不意图；
[0025]图3B示出了本实用新型实施例所提供的放置励磁系统静态测试仪的手提式机箱后面板不意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]发电机励磁系统是同步发电机的重要组成部分，是给发电机提供转子直流励磁电流的一种自动装置，在发电机系统中它主要有如下两个作用:
[0028](I)电压控制及无功负荷分配
[0029]在发电机正常运行情况下，自动励磁调节器能够调节和维持发电机的机端电压，或升压变压器高压侧的母线电压在给定水平，根据发电机的实际能力，在并网的发电机之间合理分配无功负荷。
[0030](2)提高系统的静态与运行的稳定性
[0031]电力系统在运行中随时可能受到各种各样的干扰，引起电力系统的波动，甚至破坏系统的稳定，自动励磁调节器能够在电力系统受到干扰时提供合适的励磁调节，提高同步发电机并列运行的稳定性，使电力系统建立新的平衡和稳定状态，使电力系统的静态及动态稳定极限得到提高。
[0032]然而，目前励磁系统静态测试基本都采用临时的三相电源、三相调压器、负载电阻、录波器等设备临时搭建后测试，为了能真实识别三相可控硅整流桥的触发角，试验时必须同时引入整流桥交流侧的三相电压及整流后的脉动直流电压，再用记录下来的交流波形过零点与脉动直流电压波形的翻转点(换弧点)的时间差及交流波形的频率来确定实际的触发角。这就要求三相交流波形应该是频率稳定的标准正弦波，最好是50Hz，但现场的三相电压一般取自墙电源，也即普通民用或工业用电源，波形畸变严重，频率有波动，对励磁系统触发角的测量精度影响极大，基本无法满足精确测量的要求。另外，因为对触发角的识别精度要达到0.1°时，就要求采集速度必须高于180kHz，一般录波器基本都无法达到这一最低要求。同时，由于一般录波设备采用伪同步采样方式，即一个A/D管理多个信号，各通道信号在A/D采样前经过模拟多路开关的切换控制，这样采集速率很难提高，且不能实现正真的同步，当不同步时间达到10微秒时，测量的触发角误差就将达到0.2°，更何况现在很多录波设备由于一个A/D管理的信号过多以后，通道间的最大不同步时间可以达到50微秒左右，这样测量出