[發明專利]一種塑殼式斷路器校驗裝置

在審

• 申請號: 201611020796.2
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106771995A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 孫俊忠;周智勇;蔡巍;吳言鳳;劉金輝;楊占錄;王闊廳;王宗亮;劉吉軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍潛艇學院
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 青島高曉專利事務所37104
• 代理人: 張世功

1.一種塑殼式斷路器校驗裝置，其特征在于：主體結構包括交互系統、檢測電路、控制器和主電路，交互系統接收操作指令送入控制器，檢測電路將實時采集的電壓信號和電流信號送入控制器，控制器綜合處理操作指令與采樣信號后反饋狀態信息至交互系統，同時輸出控制信號至主電路，主電路根據控制信號輸出相應的幅值、頻率、初相位可調的正弦波電壓；交互系統由顯示器、指示燈及按鈕、工控機和界面程序組成，工控機與顯示器、指示燈及按鈕電信息相連接，并通過RS232接口與控制器電信息相連，界面程序基于工控機與顯示器實現人機交互功能，通過交互系統設置校驗裝置的啟動、停止及相應參數；檢測電路由互感器、電量變送器、信號放大器、模/數轉換器組成，互感器包括電壓互感器和電流互感器，電量變送器、信號放大器和模/數轉換器組成采集板，互感器分別采樣電壓信號和電流信號后經電量變送器與信號放大器的輸入端連接，信號放大器的輸出端與模/數轉換器的輸入端連接后經過并行總線送入控制器；控制器由核心板、輔助板和驅動板組成，核心板包括CPU及其外圍電路，核心板通過與輔助板的連接控制校驗裝置內各開關，通過與驅動板的連接控制主電路正弦電壓的發生，核心板中CPU采用數字信號處理器TMS320F28335；主電路由三相電源輸入電路、整流電路、逆變電路、濾波電路和降壓電路依次連接組成，整流電路拓撲采用三相橋式不可控整流，逆變電路拓撲采用單相橋式逆變，功率元件均采用絕緣柵雙極型晶體管，濾波電路采用無源濾波結構，其中，三相電源輸入電路包括開關A、開關B、開關C、接觸器QF、降壓變壓器T3、斷路器KM1、斷路器KM2和斷路器KM3，控制器根據校驗對象工作范圍選擇KM2或KM3，高壓電流校驗選擇KM2閉合，輸入電源直接接整流電路，低壓電流校驗選擇KM3閉合，輸入電源經降壓變壓器T3接入整流電路；整流電路包含六個二極管VD和一個支撐電容C，整流電路拓撲為三相橋式不可控整流，其輸出六脈波的直流電經過支撐電容C后減小諧波含量，輸出的直流電源接入單相橋式逆變電路；逆變電路包含單相橋式逆變電路V1、單相橋式逆變電路V2、單相橋式逆變電路V3、單相橋式逆變電路V4，逆變電路基于絕緣柵雙極型晶體管組成，由控制器輸出正弦脈寬調制波形；濾波電路中包括電感L1、電感L2、電容C1、電容C2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、斷路器KM4、斷路器KM5、斷路器KM6、斷路器KM7、斷路器KM8和斷路器KM9，濾波電路采用無源濾波結構，控制器根據校驗對象工作范圍選擇通過L1、C1或L2、C2，調制波經過濾波電路后，高頻諧波被濾除，其輸出為幅值、頻率、初相位均可調的正弦電壓；降壓電路包括降壓升流變壓器T1和降壓升流變壓器T2，控制器依據校驗對象的工作范圍選擇T1或T2，其中，T1、T2、T3、L1、L2均由交流接觸器進行互鎖切換，正弦電壓經過T1或T2后，即可加載到校驗塑殼式斷路器上，對其進行熱脫扣長延時、短延時保護特性校驗和電磁脫扣瞬時保護特性校驗。

2.如權利要求1所述的塑殼式斷路器校驗裝置，其特征在于采用該裝置進行瞬動校驗時的具體步驟為：

(1)設定校驗電流大小及時間參數：設定短路器瞬動校驗所需的校驗電流的大小及時間參數；

(2)獲得電壓電流參數：取校驗電流值的三分之一作為額定電流值，并設置時間參數，額定電流時間參數大于校驗電流時間參數，然后利用PID控制方法進行閉環調節，得出輸出電壓及電流的波形、大小和相位；

(3)獲得未知負載回路的阻抗角、功率因數和調制比：根據輸出的電流及電壓的大小和相位，利用快速傅氏變換得出回路中的功率因數和阻抗角，再得出回路阻抗，并檢測回路穩定時的調制比；

(4)確定回路的合閘相位：根據得出的功率因數、阻抗角和設定的額定電流，確定未知負載瞬動校驗時的合閘相位；

(5)系數修正：將電流值設為校驗電流大小，將調制比放大三倍，進行系數修正；

(6)開環校驗：根據確定的合閘相位進行開環校驗，輸出校驗電流，實現艦用塑殼式斷路器的瞬動校驗。