1.本实用新型涉及水轮发电机组的专用试验仪器，具体为一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪。
背景技术：2.水轮发电机组监控系统静态试验也称水轮发电机监控系统无水试验，目的是测试水轮发电机组的计算机监控系统及各受控设备能否按照设计的流程正确执行。在进行静态试验时，由于发电机组并未实际运行，因此需要使用试验仪器模拟发电机组的各种状态量，以保证顺控流程的正确执行。
3.目前，随着自动控制设备的技术进步及自动化系统的不断深入应用，水电站计算机监控系统及水轮发电机组计算机控制系统已经广泛应用于各水电站及水利设施。水轮发电机组的计算机监控系统在发电机组的监测、自动控制、经济运行、无人值守等方面发挥着重要作用。为了测试水轮发电机组的计算机监控系统流程执行情况和各受控设备的动作执行情况，需要进行水轮发电机组计算机监控系统的静态试验，由于水轮发电机组并未实际运行，在试验中需要模拟水轮发电机组的各种运行状态信号，在目前市场上没有针对性的测试仪器，往往采用根据水轮发电机组的各种不同状态信号种类采用不同的独立试验装置，由人工进行各种不同状态信号的顺序控制。通常，一台水轮发电机组监控静态试验需要试验人员约为7～10人，在整个静态试验中，配合操作各种试验设备模拟状态信号的人员一般为3～4人。
技术实现要素：4.本实用新型提供了一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，有效的解决了现有水轮发电机组静态模拟试验人工投入中和同步工作效率低的问题。通过发明一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，满足试验中所需的各种不同的电气信号，同时通过对各种不同电气信号的组合逻辑和顺序控制实现自动化控制从较少人为操作，提高工作效率。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：
6.一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，包括机箱1，机箱1内部安装有电源模块2，其特征在于：所述机箱1内设置有单片机11、控制器12、信号发生器13、四路继电器板14、功率放大器15、频率变送装置16、电压变送装置17和隔离调压变压器18；
7.所述机箱1壳体上安装有触摸屏3和若干输入端子和若干输出端子；
8.所述电源模块2为触摸屏3、单片机11、控制器12、信号发生器13、四路继电器板14和功率放大器15提供电能；
9.所述触摸屏3、单片机11、控制器12、信号发生器13、四路继电器板14、功率放大器15、频率变送装置16、电压变送装置17和隔离调压变压器18通过电路相互连接；
10.所述隔离调压变压器18与输出端子连接；
11.所述四路继电器板14与输入端子连接。
12.所述输出端子包括：三相电压、电流输出航空插座4、第一发电机电压输出航空插座5、第二发电机电压输出航空插座6、发电机、系统电压输出航空插座7、备用航空插座8。
13.所述输入端子包括：三相电流输入端子9和三相电压输入端子10。
14.所述信号发生器13采用了数字式信号发生器，核心芯片为ad9954，且采用小信号放大器和甲乙类推挽功率放大电路。
15.本实用新型的有益效果为：通过在实际试验工作中应用，该“水轮发电机组静态试验模拟试验仪”能够减少试验合试验人员2人，减少试验仪器2～3台，同时该装置操作、接线简单，人机界面有好，大大提高了试验工作效率，从一定程度上缩短了试验工作时间，降低了人员工作强度。并且，该装置还能够应用于水轮发电机组调速器试验、电气制动装置试验中，装置可扩展性强，具有较广泛的应用空间。
附图说明
16.图1是本实用新型结构示意图；
17.图2是本实用新型内部结构示意图；
18.图3是本实用新型电路连接图；
19.图中所示：机箱1、电源模块2、触摸屏3、三相电压、电流输出航空插座4、第一发电机电压输出航空插座5、第二发电机电压输出航空插座6、发电机、系统电压输出航空插座7、备用航空插座8、三相电流输入端子9、三相电压输入端子10、单片机11、控制器12、信号发生器13、四路继电器板14、功率放大器15、频率变送装置16、电压变送装置17、隔离调压变压器18。
具体实施方式
20.下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本实用新型的技术方案：
21.实施例一
22.参照附图1～3，本实用新型为通过提供一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，满足试验中所需的各种不同的电气信号，同时通过对各种不同电气信号的组合逻辑和顺序控制实现自动化控制从而较少人为操作。综合目的是为提高检修试验工作效率，减少试验所需的仪器设备数量，减少试验人员数量。
23.按照试验仪的功能作用，试验仪的机箱1内包括：电源模块2、单片机11、控制器12、信号发生器13、四路继电器板14、功率放大器15、频率变送装置16、电压变送装置17和隔离调压变压器18。
24.1、单片机11和控制器12
25.单片机11采用stm32f103c8t6，控制器12采用施耐德tm200c可编程控制器
26.单片机11和控制器12通过编程设计，设置有停机状态、空转状态、空载状态、并网状态，可以模拟发电机组“停机状态”、“空转状态”、“空载状态”、“并网状态”，在不同的工作状态可编程序控制器对所有的输出信号进行不同组态，以满足发电机组不同工作状态对各信号的要求。
27.2、信号发生器采用采用了数字式信号发生器，核心芯片为ad9954，且采用小信号放大器和甲乙类推挽功率放大电路。
28.3、输入端子和输出端子
29.在机箱1上设置有若干输入端子和若干输出端子。
30.输入端子包括：三相电流输入端子9和三相电压输入端子10。
31.输出端子包括：三相电压、电流输出航空插座4、第一发电机电压输出航空插座5、第二发电机电压输出航空插座6、发电机、系统电压输出航空插座7、备用航空插座8。
32.4、触摸屏3上显示有主界面、设置界面和操作方法界面
33.(1)主界面
34.主界面包括状态显示和操作区两部分。
35.其中，主界面状态显示区内容包括：发电机组的停机、空转、空载、并网状态指示灯。转速≤1％、转速≤15％、转速≥95％的转速信号指示灯。投同期、投电压、投电流指示灯。机组频率信号、同期滑差电压指示信号器。
36.操作区包括5个操作按钮，分别为：停机、空转、空载、并网、增速、减速。
37.(2)设置界面
38.设置界面的设置参数包括：频率变化速率调整及手动频率步进调整。
39.(4)操作方法界面
40.操作方法界面介绍了试验仪的操作使用方法。
41.5、机箱1内部器件
42.所述机箱1内设置有单片机11、控制器12、信号发生器13、四路继电器板14、功率放大器15、频率变送器17、电压变送器18和隔离调压变压器18。触摸屏3、单片机11、控制器12、信号发生器13、四路继电器板14、功率放大器15、频率变送装置16、电压变送装置17和隔离调压变压器18通过电路相互连接。
43.轮发电机组静态试验模拟试验仪的工作过程如下所述
44.试验仪的显示和操作均通过触摸屏实现，触摸屏与控制器12通讯实现状态显示和指令传送，控制器12的开关量输出信号中的“开机”、“停机”信号送至单片机11；
45.单片机11在接收到“开、停机”信号后控制信号发生器13产生0-50hz的工频信号，开机过程对应由0hz上升至50hz，停机过程对应由50hz下降至0hz；
46.信号发生器13产生的工频信号经过甲乙类功率放大电路和升压变压器产生约100v的频率信号，用于模拟发电机组频率信号。
47.试验仪工作电源交流220v信号经过降压隔离变压器降低至约100v用于模拟发电机组并网的系统侧信号。
48.试验仪装配了一个频率变送器17，将0-50hz的频率信号转换为4-20ma的电流信号送至控制器12，实现频率显示；还装配了一个电压变送器18，用于反映模拟的发电机电压与模拟系统电压的电压差，将该信号转换为4-20ma的电流信号送至控制器12,实现并网滑差电压指示。
49.试验仪的“空载”、“并网”控制按钮用于将引入的三相继电保护测试仪的电压信号和电流信号转送至“电压”、“电流”航空插头，最终送至试验设备。
50.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新
型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
技术特征：1.一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，包括机箱，机箱内部安装有电源模块，其特征在于：所述机箱内设置有单片机、控制器、信号发生器、四路继电器板、功率放大器、频率变送装置、电压变送装置和隔离调压变压器；所述机箱壳体上安装有触摸屏和若干输入端子和若干输出端子；所述电源模块为触摸屏、单片机、控制器、信号发生器、四路继电器板和功率放大器提供电能；所述触摸屏、单片机、控制器、信号发生器、四路继电器板、功率放大器、频率变送装置、电压变送装置和隔离调压变压器通过电路相互连接；所述隔离调压变压器与输出端子连接；所述四路继电器板与输入端子连接。2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，其特征在于：所述输出端子包括：三相电压、电流输出航空插座、第一发电机电压输出航空插座、第二发电机电压输出航空插座、发电机、系统电压输出航空插座、备用航空插座。3.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，其特征在于：所述输入端子包括：三相电流输入端子和三相电压输入端子。4.根据权利要求1所述的一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪，其特征在于：所述信号发生器采用了数字式信号发生器，核心芯片为ad9954，且采用小信号放大器和甲乙类推挽功率放大电路。
技术总结本实用新型涉及水轮发电机组的专用试验仪器，具体为一种水轮发电机组静态试验模拟试验仪。解决了现有水轮发电机组静态模拟试验人工投入中和同步工作效率低的问题。包括机箱，机箱内部安装有电源模块，所述机箱内设置有单片机、控制器、信号发生器、四路继电器板、功率放大器、频率变送装置；所述机箱壳体上安装有触摸屏和若干输入端子和若干输出端子；所述触摸屏、单片机、控制器、信号发生器、四路继电器板、功率放大器、频率变送装置、电压变送装置和隔离调压变压器通过电路相互连接；本装置满足试验中所需的各种不同的电气信号，同时通过对各种不同电气信号的组合逻辑和顺序控制实现自动化控制从较少人为操作，提高工作效率。提高工作效率。提高工作效率。
技术研发人员：田波 李孝仁 刘发展 苟小军 王华 杨蔚 程媛媛 罗玉正 张建峰 庄克军 崔跃骞 张玮 岳文亭
受保护的技术使用者：国网甘肃省电力公司刘家峡水电厂
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/7/5
