电气防火限流保护器电气性能自动测试装置研制

贾忠伟

（中国石油大庆石化公司炼油工程指挥部，黑龙江大庆 163000）

0 引言

由于电气防火限流器的广泛应用，其电气性能满足技术要求非常重要，因此需要随时对其性能参数进行测试，发现测试的结果不符合要求时就要进行调整，直至达到要求为止。为了能够自动测试电气性能的参数，专门研制了一套自动测试装置，测试内容有短路限流试验、过负荷保护试验和电压波动试验。当出现短路限流试验波形和过负荷保护试验波形时，试验装置能自动检测并准确计算短路电流限时和过载保护，并将波形和数据存储起来，然后生成试验报告。

1 整体方案设计

1.1 方案设计依据

过负荷保护测试和短路限流测试具体步骤：首先简单画出被测试样，然后连接设备，把钳式电流表A 套入在相应的测试设备上，当开关S 在设备中形成通路时就能形成短路限流和过载保护的时间（图1）。

图1 过负荷保护测试电路

在电压波动阶段，按正常工作条件排列样品，按85%额定电压供电、110%额定电压后供电。重复短路电流限制和过载试验的具体步骤。

1.2 整体设计方案

本文件基于实验室2 测试方法，设想基于LabVIEW进行测试软件：测试软件通过电压检测装置（电压检测装置）在控制出口和流量回路中收集电压；高速功率吸收模块，根据内容测试有可与控制元件实现自动控制调压器输出电压、可调负载开关量、开关状态及短路支路是否短路等功能。

2 硬件设计

高速检测模块采用固定纬度Mdo-200e 系列多功能域的示波器，最大实时采样速率可达1 GSa/s，硬件设计主要包括工控机、电源、可调负载、高速吸收模块、短程和短程参考流等。工控机识别模块选用Advantech 610l 作为工控机，rxf-ac220v 1-64a AC 的负载作为可调负载。由于DC 24 V 安装在可调负载上，继电器可以进行耐久性切换。

图2 整体方案设计框

2.1 供电单元设计

在进行功率试验时，电动防火限流器需要进行电压流量试验：首先在额定电压上加上85%（约187 V）的经测试的电气防火电流限制器，然后将110%（约242 V）加到额定电压上。因此电源应符合以下要求：仅输入电压为AC 220 V，输出电压0～250 V，用于为试样供电。使用的整个设备电源的硬件电路如图3 所示。

图3 供电单元硬件电路

2.2 短路支路设计

如果保护合闸、电阻低、短路电流不受保护影响，但短路相角无法控制，原因总结如下：如果需要短路相角，短路相位角可以精确控制，如果不需要短路相角，则选择屏蔽作为短路支路。在短路电流限制下，屏蔽和双向晶闸管可以作为短路支路，如果选择双向晶闸管作为短路支路，短路支路选择双向可控硅整流器，但短路电流的增加是由于晶闸管的条件要求高。

2.3 电压检测模块的选择与设计

电压检测模块用于检测电源输出侧的交流电压，选用型号为kbm-44 的交流电压油变送器：交流分离器的电压检测范围为0～250 V；它实现并支持Modbus kommun 提取协议，可直接与接收计算机通信，并将电压均方根值直接上传到上位机测试软件。

2.4 功能测试

为了在LabVIEW 的基础上验证电功率限制器的EEE 功能，以额定电压为220 V 即电流为10 A 的电动防火限流器作为相应试验的试验样品（图4）。

图4 测试装置

结果如图5 所示。测试程序对采集到的电流波形进行分析、计算，结果表明，被测耐火限流保护器的短路限流时间为45 s，过载时间为61 s。限制短路电流和限制拥塞的测试程序如下：启动测试系统，选择接口网络电压列220 V，按下紧固按钮和电源电压按钮；即可设置电网电压，从220 V 达到额定电压，电压调整后，在额定电压10 A 栏中选择试样的工作电流，参数设置完毕后，分别点击短路电流限制按钮。执行短路电流限制测试和过载保护的过载保护。

图5 短路限流试验测试波形

如果进行电压流测试，应选择测试系列接口的网压列“187 V”和“242 V”，重复上述步骤完成电压流试验。

3 结论

本文研制了一种基于LabVIEW 的10、20、32、63 型电力自动测试装置，并以电动防火限流器的额定电压和电流为220 V 和10 A 作为试验样品进行验证。试验结果表明，该试验装置提高了试验的效率和安全性，降低了试验成本，还可以根据测试数据自动生成测试报告，使电动防火限流器的功率测试实现自动化、智能化。