電氣防火限流保護器電氣性能自動測試裝置研制

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用，其電氣性能滿足技術要求非常重要，因此需要隨時對其性能參數進行測試，發現測試的結果不符合要求時就要進行調整，直至達到要求為止。為了能夠自動測試電氣性能的參數，專門研制了一套自動測試裝置，測試內容有短路限流試驗、過負荷保護試驗和電壓波動試驗。當出現短路限流試驗波形和過負荷保護試驗波形時，試驗裝置能自動檢測并準確計算短路電流限時和過載保護，并將波形和數據存儲起來，然后生成試驗報告。

1 整體方案設計

1.1 方案設計依據

過負荷保護測試和短路限流測試具體步驟：首先簡單畫出被測試樣，然后連接設備，把鉗式電流表A 套入在相應的測試設備上，當開關S 在設備中形成通路時就能形成短路限流和過載保護的時間（圖1）。

圖1 過負荷保護測試電路

在電壓波動階段，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。重復短路電流限制和過載試驗的具體步驟。

1.2 整體設計方案

本文件基于實驗室2 測試方法，設想基于LabVIEW進行測試軟件：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，根據內容測試有可與控制元件實現自動控制調壓器輸出電壓、可調負載開關量、開關狀態及短路支路是否短路等功能。

2 硬件設計

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

圖2 整體方案設計框

2.1 供電單元設計

在進行功率試驗時，電動防火限流器需要進行電壓流量試驗：首先在額定電壓上加上85%（約187 V）的經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。使用的整個設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 短路支路設計

如果保護合閘、電阻低、短路電流不受保護影響，但短路相角無法控制，原因總結如下：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計

電壓檢測模塊用于檢測電源輸出側的交流電壓，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；它實現并支持Modbus kommun 提取協議，可直接與接收計算機通信，并將電壓均方根值直接上傳到上位機測試軟件。

2.4 功能測試

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

圖4 測試裝置

結果如圖5 所示。測試程序對采集到的電流波形進行分析、計算，結果表明，被測耐火限流保護器的短路限流時間為45 s，過載時間為61 s。限制短路電流和限制擁塞的測試程序如下：啟動測試系統，選擇接口網絡電壓列220 V，按下緊固按鈕和電源電壓按鈕；即可設置電網電壓，從220 V 達到額定電壓，電壓調整后，在額定電壓10 A 欄中選擇試樣的工作電流，參數設置完畢后，分別點擊短路電流限制按鈕。執行短路電流限制測試和過載保護的過載保護。

圖5 短路限流試驗測試波形

如果進行電壓流測試，應選擇測試系列接口的網壓列“187 V”和“242 V”，重復上述步驟完成電壓流試驗。

3 結論

本文研制了一種基于LabVIEW 的10、20、32、63 型電力自動測試裝置，并以電動防火限流器的額定電壓和電流為220 V 和10 A 作為試驗樣品進行驗證。試驗結果表明，該試驗裝置提高了試驗的效率和安全性，降低了試驗成本，還可以根據測試數據自動生成測試報告，使電動防火限流器的功率測試實現自動化、智能化。