基于人机交互模式的电气设备耐压试验方案设计系统下.doc

基于人机交互模式的电气设备耐压试验方案设计系统(下)朱云山1，詹长庚2，万书亭2( 1. 江苏泰州供电公司，江苏泰州225300; 2. 华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)2. 3. 2 数据接口方法各种数据需要采用不同的方式进行传输，对此进行分析如下。( 1) 设备信息数据库内的数据传输设备信息库内的数据传输就是父模块与子模块之间数据的传输。父模块内存储设备的全部信息，其中很多不是进行耐压试验所必需的。子模块访问对应的父模块数据，首先对损坏的设备进行剔除，减小数据访问范围，然后提取可用设备有效电气信息，重新整理配置，最终形成子模块，供耐压试验方案设计直接访问。( 2) 耐压试验方案设计的数据传输在耐压试验的方案设计中，数据的传输仅仅限制在耐压试验方案设计平台与数据库的子模块之间，包括信息的读取调用和存储。信息读取调用: 数据库子模块集合中为各个设备分别建立了子模块，耐压试验方案设计时根据不同的需要直接访问子模块集合中相应的设备类别子模块，调取设备的参数信息，搭建耐压试验电气回路。使用信息存储: 在耐压试验中，每个设备只能使用一次，不可能出现一物同时多用的情形，因此，耐压试验方案设计平台需要实时地将设备的使用信息反馈给对应设备的子模块进行存储，避免下一次信息读取造成误调用。系统内的数据接口及数据传输结构如图3所示。2. 4 耐压试验平台的搭建( 1) 主要技术以数据库为基础，按照预定的编码方式，将数据库数据转换为相应的电气设备的类型、编号、参数以及各种设备间的连接方式，实现电气回路的搭建。( 2) 功能实现由于谐振耐压试验的电路连接有基本固定的模板，系统中电气回路搭建过程中人工参与的形式主要有两种: 一种是直接按照试验电压以及被试品参数等直接选择耐压试验设备参与回路搭建。另外一种相对复杂，除了选择合适的耐压试验设备外，还有考虑设备间的连接方式。下面以励磁变压器和串联谐振电感为例来介绍这部分功能，如图4 所示。点击平台上的“励磁变压器”按钮，进入设备选择界面，按照被试品的额定容量、耐压试验电压及耐压谐振时间，选择合适的励磁变压器。选定励磁变压器后，按照需要选择高压侧输出模式。这两项选定之后，励磁变压器设备选择结束。点击平台上的“串联谐振电感”按钮，进入设备选择界面。试验方案设计过程中可能会遇到单个电感器不足以满足试验条件，需要多个电感串并联来满足电路参数要求的情况。试验人员首先按照预定的试验方案从设备库中选择合适的电感，然后确定彼此间的连接方式( 系统中规定在连接方式中“1”代表串联， “2”代表并联) 。所有电感选择结束，返回方案设计界面，如图5 所示。本系统中的耐压试验电气连接图的生成方法是一种较底层的实现方法，具有很强的灵活性，不但便于扩展功能，而且易于定制个性化显示效果; 同时，摆脱了第三方控件的限制和节省了的费用。3 实例分析3. 1 耐压试验方案仿真耐压试验的方案在设计过程中难免出现漏洞。可视化耐压试验管理系统的“方案仿真”功能可以方便快捷地实现对设计完成的方案的仿真，检验方案的合理性。现在举例进行说明: 试验电压为128 kV，耐压时间为5 min，被试品为电缆，取长度为4 km。试验电气回路已搭建完善，如图6所示。为检验方案的合理性，点击“运行”，对该设计方案进行仿真。系统按照回路中的各项设计参数，计算出系统的谐振频率、品质因数，同时将回路中的各项电气参数计算出来并以红色字体标注在显著位置供试验人员查看。如果系统设计无误，系统无任何提示，试验人员按照需要继续耐压试验方案的下一步安排; 如果方案设计不合理，系统在计算出各项参数的同时发出警告，并指出方案设计的不合理之处。如图7 所示。警告示例中，串联谐振电感选择不合适，支路电流大于电感的额定电流，因此系统发出警告:“串联电抗器中编号为2018 的电抗器的实际电流为5. 92 A，额定电流为5 A，额定电流不满足要求，请重新选择!”3. 2 耐压试验方案报告试验方案仿真无误后便可以利用系统功能进行试验方案的保存以及试验报告的整理工作。( 1) 耐压试验方案的保存耐压试验方案包括耐压试验的各项设备参数，电气回路参数以及电气回路连接图。仿真无误后点击“保存记录”和“出图”按钮，可以按照系统提示将以上3 部分存入系统数据库，其中电气回路连接图是以二进制代码的形式存入数据库，有需要时可以双击对应的试验记录，方便的查询。( 2) 耐压试验报告的生成耐压试验方案设计结束并仿真无误后，可视化耐压试验系统可以给出完整的试验报告供提交查询，报告输出结构流程如图8 所示。耐压试验报告主要分为3 个部分，分别为试验基本信息( 包括实验名称、试验时间、实验地点和记录人员等) 、设备参数( 包括被试品参数以及回路中的各项设备参数等) 和耐压试验回路电气连接图。该报告系统以及最终的试验报告均是开放的，试验人员可以根据需要自行添加、删减内容以及变更格式，如图9 所示。4 结论( 1) 该系统采用人机交互模式进行方案选择，最大限度地方便试验人员使用，同时降低了对员工专业能力的要求。( 2) 系统内部数据交换建立了父子模块，可以对数据库内的信息进行有效筛选，通过保留有用信息达到保证工作效率的目的。( 3) 系统可以由设计方案通过调取设备信息搭建电气回路，同时利用搭建平台对其进行仿真，智能地验证方案的可行性。参考文献:1 唐庆华，陈沛然 高压交联电力电缆的交流耐压试验方法J 天津电力技术，2006，( 3) : 15-162 张平康，韩伯锋 XLPE 电缆的试验方法J 高电压技术，2004，30 ( Z1) : 94-953 Mauseth F，Ildstad E，Selsjord M，et al Quality control of extruded HVDC cables-Low frequency endurance testing of model cables with contaminations C US: 2010 International Conference on High Voltage Engineering and Application，2010 136-1394 张文亮，张国兵 特高压GIS 现场工频耐压试验与变频谐振装置限频方案原理J 中国电机工程学报，2007，27 ( 24) : 1-45 袁凯 变频串联谐振耐压试验系统的设计与研究D 西安: 西南交通大学，20126 赖荣先 变频串联谐振装置在交流耐压试验中的应用D 广州: 华南理工大学，20117 张庚 变频串联谐振耐压试验的原理分析及应用J 华