电容器极间工频交流耐压试验装置PLC控制程序设计

刘静，王蔚



电容器极间工频交流耐压试验装置PLC控制程序设计

刘静，王蔚

（长春工业大学电气与电子工程学院，吉林 长春 130012）

为了解决大容量设备在工频交流耐压试验时存在的“变压器和调压器体积大及笨重”问题，将谐振技术和PLC控制技术[1]应用到工频交流串联谐振试验装置中。研究表明，此试验装置可以实现大容量设备在较小的电源容量下进行耐压试验，还能提高试验便捷性和灵活性。

耐压试验；PLC；工频串联谐振；变压器

电容器是电力系统中的一种重要设备[2]，影响着电网的安全运行。之前出厂前的测试[3]基本上都是手动的，效率低、不安全，在此设计一个自动PLC控制的测试程序。

本文先对谐振状态展开分析，提出用PLC控制调压器方法。利用PLC柱式调压器的滑动触头，使试品能够在较低的输入电压下实现工频交流耐压试验。

1 极间耐压试验的方案选择

目前主要可以通过2种方法来获得工频交流试验电压[5]：①主要利用试验变压器；②主要依据不同试品的试验特点，分别采用串联谐振[6]、并联谐振或串并联谐振的方法来获得工频交流试验电压。本文采用方法②。

2 设计方案论述

2.1 电容器极间工频耐压试验

电容器极间工频交流耐压实验接线情况如图1所示。

在图1中，T3为图1柱式调压器，其输入电压为L31和L32，其中心抽头由1台三相交流异步电动机控制。T4为励磁变压器，根据实际需要选择1个抽头连接到可调电抗器L的输入端，作为L的输入电压。

图1 电容器极间工频交流耐压接线图

L输出电感量有5档，根据实际需要选择其中一档连接到CX上。通过1台三相异步电动机控制L的铁芯运动，控制电感进而控制其输出电压。CX为被测试电容器，PV5为电压传感器，其输出信号为4～20 mA。TA8和TA10输出信号为4～20 mA。该控制系统适用于产品容量100～800 Kvar，额定电压3～24 kV，试验电压为额定电压的2.15倍下的极间耐压试验。

2.2 电容器极间工频耐压试验步骤

2.2.1 接线

根据接线图将试验中所需设备连接起来，电容器一端接高压，另一端可靠接地。检查无误，关栅栏，开警示灯，禁止入场。

2.2.2 开启电源

合上柱式调压器操作台电源闸（QF7），使其处于“ON”，GPXZ-5000电容综合实验控制台电源接通；打开控制台的电源钥匙开关，“电源”灯亮。调压器自动到零电压，“调压复零”灯亮；进行高压试验。

2.2.3 手动操作

按下“报警”键，“报警”灯亮，并发出警报声，提示试验即将开始；按下“启动”键，“启动”灯亮，试验开始；按下“升压”键或“降压”键，调压器输出电压为电容器额定电压的2.15倍，在调节电压的过程中，监视原边和试品的电压和电流值；当试验电压达到要求值，按下“耐压计时”键，数字计时器开始10 s计时。当计时到0时，调压器自动降压到最小值，“调压复零”灯亮；按“停止”键，“停止”灯亮；试验结束。

3 PLC控制程序总梯形图

图2所示为PLC控制程序的总梯形图。

在PLC控制程序的基础上，通过各种控制按钮，采集到各个开关量和模拟量的信息，根据控制台的指令执行相应的试验测试程序，来达到测试电容器的目的。

4 结论

本文将谐振技术和PLC控制技术应用到工频交流串联谐振试验装置中，提出用PLC的控制调压器方法，使试品能够在较低的输入电压下实现工频交流耐压试验。结果表明，设计的PLC控制测试程序不仅能顺利完成测试，还能提高效率。

图2 PLC控制程序的总梯形图

［1］向晓汉.西门子S7-200PLC完全精通教程［M］.北京：化学工业出版社，2012.

［2］纳塔拉杨.电力电容器［M］.北京：机械工业出版社，2007.

［3］关汝杰.影响电力电容器安全运行的因素［J］.硅谷，2011（19）.

［4］范希林.电力电容器常见故障及其诊断研究［J］.科协论坛，2008（2）.

［5］刘晓辉，陈凤伟.关于大容量电力电容器极间交流耐压试验的探讨［J］.中国科技信息，2006（22）.

［6］李莉.梁光恒.变频串联谐振法在并联电容器组交流耐压试验中的应用［J］.电气应用，2007（10）.

［7］雷斌，吕凤玉，马殷元.基于PLC和组态王的农村水厂监控系统设计［J］.自动化技术与应用，2010（12）.

2095－6835（2018）18－0037－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.037

〔编辑：严丽琴〕