一種交直流兩用低壓斷路器特性試驗(yàn)裝置及方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低壓斷路器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種斷路器特性檢測(cè)，尤其是低壓斷路器的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間檢測(cè)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]斷路器是低壓電器領(lǐng)域中不可或缺的重要設(shè)備，其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間是斷路器的兩個(gè)主要指標(biāo)。斷路器的定值主要靠調(diào)節(jié)拉力彈簧和可調(diào)電位器來完成。斷路器由于工作時(shí)間、震動(dòng)、修理等原因，其定值往往會(huì)發(fā)生改變，容易造成保護(hù)或誤動(dòng)作，導(dǎo)致電氣系統(tǒng)故障范圍擴(kuò)大或設(shè)備不能正常運(yùn)行。因此，研制大斷路器特性試驗(yàn)設(shè)備，對(duì)斷路器的一些特性參數(shù)做定期的檢查和驗(yàn)證，以確保其工作的靈敏性和可靠性，具有重要的實(shí)際意義。低壓斷路器試驗(yàn)臺(tái)就是為完成斷路器特性整定而設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置。由于其試驗(yàn)電流大，且需要針對(duì)交流斷路器和直流斷路器的動(dòng)作檢測(cè)，所以其試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)困難。
[0003]早期常用的低壓交流斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)多采用感應(yīng)調(diào)壓器與低壓大電流變壓器結(jié)合使用，即交流電流一感應(yīng)調(diào)壓器一低壓大電流變壓器一試驗(yàn)斷路器。這種模式有三個(gè)缺陷:(I)要求調(diào)壓器容量足夠大，造成設(shè)備體積龐大；(2)由于要求調(diào)壓器的容量大，只能選用感應(yīng)調(diào)壓器，而感應(yīng)調(diào)壓器會(huì)造波形失真度高；(3)試驗(yàn)電流不易控制，試驗(yàn)誤差大。低壓直流斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)臺(tái)則多采用直流發(fā)電機(jī)組，利用交流電源與發(fā)電機(jī)組配合實(shí)現(xiàn)電流輸出，其優(yōu)點(diǎn)是電源紋波系數(shù)小，品質(zhì)好；缺點(diǎn)是機(jī)組體積龐大，設(shè)備不易維護(hù)，成本高，運(yùn)行噪音大。常用的交流斷路器和直流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。I為交流電源，為整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的電源輸入，2為感應(yīng)調(diào)壓器，3為低壓大電流變壓器，在交流試驗(yàn)臺(tái)中與感應(yīng)調(diào)壓器2配合使用實(shí)現(xiàn)交流大電流的輸出，4為交流試驗(yàn)斷路器，5為直流發(fā)電機(jī)組，為直流特性試驗(yàn)斷路器提供直流電流，6為直流試驗(yàn)斷路器。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種交直流兩用低壓斷路器特性試驗(yàn)裝置及方法，準(zhǔn)確可靠的完成低壓斷路器的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間檢驗(yàn)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的:
[0006]一種交直流兩用低壓斷路器特性試驗(yàn)裝置，包括為低壓斷路器提供電源的交流試驗(yàn)電源及多磁路變壓器成套裝置，所述多磁路變壓器成套裝置的輸出端通過交直流試驗(yàn)回路選擇開關(guān)分別與交流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)和直流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)連接，所述交流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)和直流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)通過電量變送器分別與數(shù)據(jù)采集單元和可編程控制器PLC連接，所述可編程控制器PLC的輸出端與多磁路變壓器成套裝置連接以控制電流源的電壓等級(jí)。
[0007]所述交流試驗(yàn)電源通過選項(xiàng)合閘開關(guān)與多磁路變壓器成套裝置連接以防止涌流。
[0008]所述多磁路變壓器成套裝置至少包括用于電壓粗調(diào)的多磁路轉(zhuǎn)換裝置和用于電壓細(xì)調(diào)的三相自耦調(diào)壓器，所述可編程控制器PLC分別與多磁路轉(zhuǎn)換裝置和三相自耦調(diào)壓器連接。
[0009]所述多磁路變壓器成套裝置至少包括用于電壓粗調(diào)的多磁路轉(zhuǎn)換裝置和用于電壓細(xì)調(diào)的三相自耦調(diào)壓器，所述可編程控制器PLC分別與多磁路轉(zhuǎn)換裝置、三相自耦調(diào)壓器，以及選項(xiàng)合閘開關(guān)連接。
[0010]所述交直流試驗(yàn)回路選擇開關(guān)依次通過整流裝置和分流器與直流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)連接。
[0011]所述數(shù)據(jù)采集單元采用PC1-1716L高速數(shù)據(jù)采集卡，其自身帶有一個(gè)16位A/D轉(zhuǎn)換器，提供16路單端模擬量輸入或8路差分模擬量輸入，同時(shí)帶有2個(gè)16位D/A輸出通道，16位數(shù)字量輸入/輸出通道和I個(gè)16位計(jì)數(shù)器通道。
[0012]一種交直流兩用低壓斷路器特性試驗(yàn)方法，首先PLC根據(jù)輸出的要求確定電壓等級(jí)，將該電壓等級(jí)的指令發(fā)給多磁路變壓器成套裝置，接著，接通交流試驗(yàn)電源后，交流試驗(yàn)電源提供的電壓在多磁路變壓器成套裝置被轉(zhuǎn)換為指定的電壓等級(jí)輸出，交直流試驗(yàn)回路選擇開關(guān)根據(jù)試驗(yàn)的類型切換到對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)系統(tǒng)，然后將輸出結(jié)果通過電量變送器傳輸給可編程控制器PLC，可編程控制器PLC根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)值與采集的輸出結(jié)果對(duì)比，如果與預(yù)設(shè)的數(shù)值不一致，則發(fā)出指令給多磁路變壓器成套裝置對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)直至預(yù)設(shè)值與采集值一致。
[0013]交流試驗(yàn)電源首先經(jīng)過選項(xiàng)合閘開關(guān)然后再提供給多磁路變壓器成套裝置，所述選項(xiàng)合閘開關(guān)僅在交流電壓的過零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行合閘動(dòng)作，將電壓提供給多磁路變壓器成套裝置。
[0014]所述多磁路變壓器成套裝置至少包括用于電壓粗調(diào)的多磁路轉(zhuǎn)換裝置和用于電壓細(xì)調(diào)的三相自耦調(diào)壓器，所述可編程控制器PLC根據(jù)試品的類型確定粗調(diào)電壓還是細(xì)調(diào)電壓或者是粗調(diào)電壓與細(xì)調(diào)電壓的組合，以保證電流穩(wěn)定的輸出。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果:本發(fā)明裝置電流源包括有多磁路變壓器成套裝置，這樣調(diào)壓器的容量大幅度降低，調(diào)壓器的體積大大減??；由于調(diào)壓器的容量大幅度降低，因此，可以采用自耦調(diào)壓器，使得試驗(yàn)電壓輸出的波形失真度大大降低。另外，本發(fā)明裝置采用一種電流源即可實(shí)現(xiàn)交流和直流兩種試驗(yàn)。
【【附圖說明】】
[0016]圖1為現(xiàn)有的交流/直流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)原理圖；
[0017]圖2為本發(fā)明交直流兩用低壓斷路器特性試驗(yàn)裝置原理圖。
[0018]圖中:I為交流試驗(yàn)電源，2為感應(yīng)調(diào)壓器，3為低壓大電流變壓器，4為交流試驗(yàn)斷路器，5為直流發(fā)電機(jī)組，6為直流試驗(yàn)斷路器，7為選相合閘開關(guān)，8為多磁路轉(zhuǎn)換裝置，9為三相多磁路變壓器，10為工控機(jī)，11為可編程控制器PLC，12為三相自耦調(diào)壓器，13為交直流試驗(yàn)回路選擇開關(guān)，14為整流裝置，15為分流器，16為交流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)，17為直流斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)，18為電量變送器，19為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，20為電量表，21為試驗(yàn)控制電源。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019]下面結(jié)合附圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0020]現(xiàn)階段多磁路變壓器技術(shù)得到快速發(fā)展，PLC控制技術(shù)已經(jīng)成熟，低壓斷路器的動(dòng)作特性試驗(yàn)以多磁路變壓器成套裝置為電源核心進(jìn)行控制，通過PLC采用集散控制的方法在工控機(jī)進(jìn)行集中控制，配以自耦調(diào)壓器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)流功能。此類試驗(yàn)?zāi)Ｊ骄哂幸韵聝?yōu)點(diǎn):(1)采用多磁路變壓器成套裝置，使得調(diào)壓器的容量大幅度降低，調(diào)壓器的體積大大減小；(2)由于調(diào)壓器容量的減小，可選擇采用自耦調(diào)壓器，使得試驗(yàn)電壓輸出波形失真度??；(3)采用這種試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑择钫{(diào)壓器所起的作用只相當(dāng)于細(xì)調(diào)，多磁路變壓器與多極變壓器各級(jí)的投入相當(dāng)于粗調(diào)，使得試驗(yàn)電流易于控制，穩(wěn)流精度更高。在電源輸入側(cè)通過選相合閘開關(guān)進(jìn)行合閘角度控制，在瞬動(dòng)試驗(yàn)時(shí)減小沖擊電流的分量，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)合交直流試驗(yàn)回路選擇開關(guān)的使用，可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，完成不同類型斷路器的特性檢測(cè)。
[0021]參見圖2，本發(fā)明的交直流兩用低壓斷路器特性試驗(yàn)裝置，包括交流試驗(yàn)電源1，多磁路變壓器成套裝置，交直流試驗(yàn)回路選擇開關(guān)13，通過該開關(guān)選擇不同的試驗(yàn)回路，斷路器特性試驗(yàn)臺(tái)分別用來進(jìn)行不同類型斷路器的特性試驗(yàn)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19通過線纜將電量變送器18采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，該數(shù)據(jù)分別送入試驗(yàn)控制系統(tǒng)的工控機(jī)10和可編程控制器PLC11，另一路直接送入電量表20實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示。所述多磁路變壓器成套裝置主要由多磁路轉(zhuǎn)換裝置8，三相自耦調(diào)壓器12及三相多磁路變壓器9組成。，
[0022]本發(fā)明的具體連接關(guān)系如下:
[0023]在進(jìn)行交流斷路器特性試驗(yàn)時(shí)，為了避免試驗(yàn)回路中感抗對(duì)大電流試驗(yàn)的影響，選用選相合閘開關(guān)7對(duì)交流試驗(yàn)電源進(jìn)行90°左右的合閘，減小試驗(yàn)回路中沖擊電流分量，在合閘時(shí)首先利用選相合閘裝置所帶的電壓互感器進(jìn)行電壓采樣，在電壓過零點(diǎn)時(shí)，根據(jù)可編程控制器PLCll所發(fā)