電氣防火限流保護(hù)器電氣性能自動(dòng)測試裝置研制

賈忠偉

（中國石油大慶石化公司煉油工程指揮部，黑龍江大慶 163000）

0 引言

由于電氣防火限流器的廣泛應(yīng)用，其電氣性能滿足技術(shù)要求非常重要，因此需要隨時(shí)對其性能參數(shù)進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)測試的結(jié)果不符合要求時(shí)就要進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到要求為止。為了能夠自動(dòng)測試電氣性能的參數(shù)，專門研制了一套自動(dòng)測試裝置，測試內(nèi)容有短路限流試驗(yàn)、過負(fù)荷保護(hù)試驗(yàn)和電壓波動(dòng)試驗(yàn)。當(dāng)出現(xiàn)短路限流試驗(yàn)波形和過負(fù)荷保護(hù)試驗(yàn)波形時(shí)，試驗(yàn)裝置能自動(dòng)檢測并準(zhǔn)確計(jì)算短路電流限時(shí)和過載保護(hù)，并將波形和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，然后生成試驗(yàn)報(bào)告。

1 整體方案設(shè)計(jì)

1.1 方案設(shè)計(jì)依據(jù)

過負(fù)荷保護(hù)測試和短路限流測試具體步驟：首先簡單畫出被測試樣，然后連接設(shè)備，把鉗式電流表A 套入在相應(yīng)的測試設(shè)備上，當(dāng)開關(guān)S 在設(shè)備中形成通路時(shí)就能形成短路限流和過載保護(hù)的時(shí)間（圖1）。

圖1 過負(fù)荷保護(hù)測試電路

在電壓波動(dòng)階段，按正常工作條件排列樣品，按85%額定電壓供電、110%額定電壓后供電。重復(fù)短路電流限制和過載試驗(yàn)的具體步驟。

1.2 整體設(shè)計(jì)方案

本文件基于實(shí)驗(yàn)室2 測試方法，設(shè)想基于LabVIEW進(jìn)行測試軟件：測試軟件通過電壓檢測裝置（電壓檢測裝置）在控制出口和流量回路中收集電壓；高速功率吸收模塊，根據(jù)內(nèi)容測試有可與控制元件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)壓器輸出電壓、可調(diào)負(fù)載開關(guān)量、開關(guān)狀態(tài)及短路支路是否短路等功能。

2 硬件設(shè)計(jì)

高速檢測模塊采用固定緯度Mdo-200e 系列多功能域的示波器，最大實(shí)時(shí)采樣速率可達(dá)1 GSa/s，硬件設(shè)計(jì)主要包括工控機(jī)、電源、可調(diào)負(fù)載、高速吸收模塊、短程和短程參考流等。工控機(jī)識別模塊選用Advantech 610l 作為工控機(jī)，rxf-ac220v 1-64a AC 的負(fù)載作為可調(diào)負(fù)載。由于DC 24 V 安裝在可調(diào)負(fù)載上，繼電器可以進(jìn)行耐久性切換。

圖2 整體方案設(shè)計(jì)框

2.1 供電單元設(shè)計(jì)

在進(jìn)行功率試驗(yàn)時(shí)，電動(dòng)防火限流器需要進(jìn)行電壓流量試驗(yàn)：首先在額定電壓上加上85%（約187 V）的經(jīng)測試的電氣防火電流限制器，然后將110%（約242 V）加到額定電壓上。因此電源應(yīng)符合以下要求：僅輸入電壓為AC 220 V，輸出電壓0～250 V，用于為試樣供電。使用的整個(gè)設(shè)備電源的硬件電路如圖3 所示。

圖3 供電單元硬件電路

2.2 短路支路設(shè)計(jì)

如果保護(hù)合閘、電阻低、短路電流不受保護(hù)影響，但短路相角無法控制，原因總結(jié)如下：如果需要短路相角，短路相位角可以精確控制，如果不需要短路相角，則選擇屏蔽作為短路支路。在短路電流限制下，屏蔽和雙向晶閘管可以作為短路支路，如果選擇雙向晶閘管作為短路支路，短路支路選擇雙向可控硅整流器，但短路電流的增加是由于晶閘管的條件要求高。

2.3 電壓檢測模塊的選擇與設(shè)計(jì)

電壓檢測模塊用于檢測電源輸出側(cè)的交流電壓，選用型號為kbm-44 的交流電壓油變送器：交流分離器的電壓檢測范圍為0～250 V；它實(shí)現(xiàn)并支持Modbus kommun 提取協(xié)議，可直接與接收計(jì)算機(jī)通信，并將電壓均方根值直接上傳到上位機(jī)測試軟件。

2.4 功能測試

為了在LabVIEW 的基礎(chǔ)上驗(yàn)證電功率限制器的EEE 功能，以額定電壓為220 V 即電流為10 A 的電動(dòng)防火限流器作為相應(yīng)試驗(yàn)的試驗(yàn)樣品（圖4）。

圖4 測試裝置

結(jié)果如圖5 所示。測試程序?qū)Σ杉降碾娏鞑ㄐ芜M(jìn)行分析、計(jì)算，結(jié)果表明，被測耐火限流保護(hù)器的短路限流時(shí)間為45 s，過載時(shí)間為61 s。限制短路電流和限制擁塞的測試程序如下：啟動(dòng)測試系統(tǒng)，選擇接口網(wǎng)絡(luò)電壓列220 V，按下緊固按鈕和電源電壓按鈕；即可設(shè)置電網(wǎng)電壓，從220 V 達(dá)到額定電壓，電壓調(diào)整后，在額定電壓10 A 欄中選擇試樣的工作電流，參數(shù)設(shè)置完畢后，分別點(diǎn)擊短路電流限制按鈕。執(zhí)行短路電流限制測試和過載保護(hù)的過載保護(hù)。

圖5 短路限流試驗(yàn)測試波形

如果進(jìn)行電壓流測試，應(yīng)選擇測試系列接口的網(wǎng)壓列“187 V”和“242 V”，重復(fù)上述步驟完成電壓流試驗(yàn)。

3 結(jié)論

本文研制了一種基于LabVIEW 的10、20、32、63 型電力自動(dòng)測試裝置，并以電動(dòng)防火限流器的額定電壓和電流為220 V 和10 A 作為試驗(yàn)樣品進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，該試驗(yàn)裝置提高了試驗(yàn)的效率和安全性，降低了試驗(yàn)成本，還可以根據(jù)測試數(shù)據(jù)自動(dòng)生成測試報(bào)告，使電動(dòng)防火限流器的功率測試實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。