1、4000A框架式斷路器磁脫扣測試臺方案一.基本測試要求本測試臺是為4000A框架式斷路器的磁脫扣特性測試而設計,被試斷路器的保護特性 如下（圖1）:L:長延時反時限保護特性；S:短延時定時或反時限保護特性；I：短延時定時或反時限保護特性；G:接地保護特性；In:斷路器配用的電流互感器額定電流圖1 （詳細特性見另圖）1 反時限長延時保護（L）11 =0.4-1.0xIn2 .短延時短路保護（S）12=1 lOxIn3 .短路瞬動保護（I）h=l 512x1 n4 .反時限接地保護（G）14=0.2 八 1.0x1 n二.試驗主電路基本要求接在二次輸出電流回路中有選相合閘開關ZK和被試斷路器S,電

2、流傳感器CT.（見圖2） 將輸出電壓U2調到所需值，再將試品斷路器S合閘，當選相合閘開關ZK合閘后，試驗回路出 現電流.試驗電流值在電流傳感器上產生的電壓信號輸入至數據采集卡，計算機通 過數據采集卡 進行記錄試驗全部的電流波形，并進行電流值的計算和通電時間的測量.這 樣就測試出了電流/ 時間特性上的一點值.不同特性試驗時，要求的試驗電流相差很大,瞬動脫扣（I）特性試驗對被試開關而言是屬于 短路試驗.如果合閘通電的相位不加控制，必然每次做相同的試驗時，山于接通電路時合閘相位 不同，其過渡過程不同，電流瞬時值的變化也不同，測試的電流值和開關的動作 時間也會不同. 因此必需采用控制合閘相位的辦法，使

3、通電的正弦電流不出現非周期過渡過程，用測出周期性電 流有效值做為動作脫扣電流值，并測出相應通電時間.對于長延時的過載特性（L）試驗，因動作時間很長，通電后非周期電流對特性影響很 小， 可以不選相通電.對于短延時特性段（S）試驗，可選擇瞬動特性段所選擇的合閘相位合閘.由于瞬動特性（I）試驗電流值很大，要求選相合閘后，再經一定設定時間ZK自動分閘 （一般取0.2S）,做設備的后備保護.對于短延時（S）段試驗，ZK自動分斷保護時間一般取 0.5S或1.0S,在進行長延時脫扣（L）試驗時，可不設定ZK的分斷時間.2 .試驗電流及波形要求按額定電流4000A斷路器最大瞬動試驗電流13 =12 x 400

4、0A =48000A,對設備要求應能 輸出 480000A.3 .變壓器參數型號每一磁路容量210KVA 105KVA1O5KVA21OK額定組合容量630KVA短路容量（5S）2350KVA初級電壓380V次級電爪（全并）42V次級電流（全并）15000A56000A組合阻抗（%）2.52重量3400KG外形尺寸金寬X高輸入電壓380V多磁路變壓器采用 輸出電壓0430V. TDDGW6-630/0,5型，容量為630KVA,參數如下:4 .電流傳感器采用羅氏線圈電流傳感器羅氏線圈電流傳感器工作原理：羅氏線圈是一種空心環形的線圈，可以直接套在被測量的導體上。導體中流過的交流電流 會在導 體周

5、圉產生一個交替變化的磁場，從而在線圈中感應出一個與電流變比成比例的交 流電壓信號。 線圈的輸出電壓可以用公式Vout=M di/出來表示。其中M為線圈的互 感di/dt則是電流的變比。通 過采用一個專用的積分器將線圈輸出的電壓信號進行積分可以得到另一個交流電壓信號，這個電壓信號可以準確地再現被測量電流信號的波形。線圈和積分器：羅氏線圈及配套積分器是一種通用的電流測量系統，應用的場合很廣泛，它對待測電流的頻率、 電流大小、導體尺寸都無特殊要求。系統的輸出信號與電流頻率無直接關系，相位差小于0度， 可測量波形復雜的電流信號，如瞬態沖擊電流。線性度：羅氏線圈電流測量系統一個突出的特點就是線性度好。線

6、圈不含磁飽和元件，在量程圉，系統的 輸出信號與待測電流信號一直是線性的。而系統的量程大小不是山線性度決定的，而是取決于最 大擊穿電壓。積分器也是線性的，量程取決于本身的電氣特性。線性度好使得羅氏線圈非常容易ROGOWSKIThe output voltageCoilmatches the currentwaveform標定，因為系統可以使用常見的基準信號進行標定，標定后的系統在整個量程圍都是線性的，測 量結果都是準確的。同時山于線性度好，系統的量程可以隨意確定，瞬態反應能力突出。輸出指示：積分器輸L的交流電壓信號可以在任何輸入阻抗大于lOkohm的電氣設備上使用，例如電壓表，示 波器，瞬態沖擊

7、記錄儀或保護系統。積分器輸出的直流電流信號可以廣泛應用在數據采集系統及 自動化控制系統中。標定線圈和積分器線圈標定主要是確定線圈互感系數，積分器標定主要是標定輸入和輸出信號，我們提供的線圈和積分器在出廠前都已經標定完畢，用戶訂購時需要提供待測電流量程，以便我方標 定，我們不建 議用戶自己標定系統。線圈和積分器使用一段時間后，用戶不需要進行再次 標定。本方案采川英國rocilck公司生產的電流傳感器，資料5 .選相合閘開關及其控制器a.合閘開關選用BTM D20真空斷路器或LM50真空斷路器做為合閘開關.機械壽命：100 &萬次。該開關應用最新先進技術，采用單穩態永磁機構，傳動簡單可靠，永磁機構

8、控制單元采用全電 子化智能化控制。山主開關電源、控制電源、電容器組、推挽驅動MOSFET開關器 件、分合閘位 置檢測器、光電隔離器件、開關電壓檢測器等組成。控制單元根據斷口電壓 信號的采樣，通過邏 輯計算后發出分、合閘指令。通過高性能的電子元器件的選用、嚴格的，藝和調試控制、合理的 測量電路及運算電路設計來減小控制信號的離散性，使得選相 合閘時間精度W200ps。b.選相控制器要求采用數控控制選相，選相精度：工頻半個周期180。,選相分辯率取100,即1.8。;選相合閘開關的合閘時間精度V 200IJS.選相控制器除用微機控制外，并可單獨進行選相控制，用外加電平觸發分合操作.選相控制 器自帶定

9、時分閘電路，定時圍分擋設定為：0.2S/0.5S/L0S/oo,8為 關斷定時器分閘電路,選相開關 定時分閘時間的誤差，允許為定時設定時間的士10%.6 試驗電流的調節將被試開關S接入多磁路變壓器二次輸出電路，同時在輸出電路中還吊有選相合閘 開關ZK,試驗電流口為12 = U2 /( Zzk +ZS +ZTD + Zmu + ZTD1 )其中U2 一一多磁路變壓器的二次輸出電壓；Zzk合閘開關的阻抗值；ZS被試開關的阻抗值；ZTD一多磁路變壓器的阻抗值；Zmu回路母線的阻抗值；ZTD1 一一多磁路變壓器一次回路及電源的阻抗值.不同規格試品的阻抗ZS值有差異，其余各項阻抗值變化不大.要調節試驗電

10、流值，只有用調 節多磁路變壓器二次輸出電壓U2值的辦法.7 .試驗電流及通電時間的測試a.微機測試電流及時間的硬件環節試驗電流流過電流傳感器產生的電壓信號直接輸入到A/D卡的輸入通道，進行分析采集。b.測試電流值及通電時間的確定對于瞬動脫扣試驗，因脫扣動作時間只有0 - 02006S,所以要求記錄所有測試電流波形（圖 11）,根據波形計算出每個半波的電流值leehalf和總的電流有效值Ieffgel772leffhalf=卡工（廠 At）I eff-totel =lnl,-V。2 a）Z2r= （f;A/i +加2 + /茄 + +3”） 同時要求計算出相 應的廠f值，通電動作時間t,并在屏幕

11、上顯示出.對于短延時試驗的電流值的確定與瞬動脫扣試驗要求相同，要求訃算并顯示出電流有效值和值 及時間t.對于長延時試驗，也要求訃算并顯示有效電流值，時間t及廠f值.在長延時試驗時，有時動作時間達數十分鐘，微機記錄的數據量很大.另外山于電網 電壓可能 有變化，引起試驗電流的變化，可允許采用在若干周波區段（ZJ占）計算一次有效電流值11.12, 13. 14，最后再計算出總的試驗電流的平均有效值，并顯示出總的值和 全部通電時間t.C.電流測試精度要求1000-10000A圍的精度W2%,超過10000A,測試精度可W+4%8 .合閘選相的方法在進行瞬動特性試驗前，先選擇試驗電流值.用一阻抗值與被試

12、開關S相同的銅排，接入試驗 臺替代試品，或用一拆除連桿的被試開關接入電路，這臺開關通過電流時它不能跳扣，一直處于 閉合位置，參見圖12.進相合網控制黑圖12根據選擇的試驗電流大小，適當選擇TD變壓器各路輸出電壓.在微機鍵盤上輸入選 擇合閘相 位角，選擇合閘開關ZK的自動分閘時間為0.2S檔,微機在指令控制下命令ZK合閘，微機屏幕顯示 出0.2S的測試電流.要求顯示出的電流波形可放大，縮小，上下左右 移動.圖5三.微機配置，軟件及試驗記錄報表要求1 .工業控制機：研祥工控機，NI采集卡2 .系統界面系統界面分設置區、操作區、波形顯示區、試驗數據顯示區。3 .參數設置包括定時分閘時間選擇；試驗電流量程選擇；選相延時調整；試驗特性 選擇。4 .操作區包括合閘按鈕、分閘按鈕、數據存儲。5 .波形顯示區顯示每次試驗所測出的電流波形；應用工具可對波形進行測量。6 .數據顯示區包括：通電時間t(S)；允通能量R； leff-totel瞬動脫扣電流有效值；leff-half 瞬動脫