專利名稱：一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站、電 廠等直流系統(tǒng)饋線上的直流斷路器安秒特性的測(cè)試。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在電廠、變電站的直流饋電網(wǎng)絡(luò)多采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，從蓄電池到站內(nèi)用電設(shè)備，一 般經(jīng)過(guò)三級(jí)配電，每級(jí)配電大多采用直流斷路器作為保護(hù)電器。由于上下級(jí)直流斷路器保 護(hù)動(dòng)作特性不匹配，在直流系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)下級(jí)用電設(shè)備出現(xiàn)短路故障時(shí)，經(jīng)常引起上 一級(jí)直流斷路器的越級(jí)跳間，造成電力設(shè)備損壞和系統(tǒng)故障、甚至引起大面積停電等事故。 為防止因直流斷路器及其它直流保護(hù)電器動(dòng)作特性不匹配帶來(lái)的隱患，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)于 新裝和運(yùn)行中的直流保護(hù)電器，規(guī)定了必須進(jìn)行安秒特性測(cè)試，保證性能與設(shè)計(jì)相符，以確 保直流回路級(jí)差配合的正確性。DL/T5044-2003《電力工程直流技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定，變電 站直流系統(tǒng)中的直流斷路器的級(jí)差配合方案應(yīng)滿足選擇性保護(hù)的要求。保護(hù)電器如何正確 選型及上下級(jí)之間選擇性保護(hù)的配合問(wèn)題，直接關(guān)系到能否把直流電源的故障限制在最小 范圍內(nèi)，這對(duì)防止事故擴(kuò)大和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞至關(guān)重要。目前，直流斷路器的安秒特性測(cè)試都 是在國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室、檢測(cè)站或生產(chǎn)廠家進(jìn)行，設(shè)備都是采用大型的充電裝置和大電流負(fù)載 箱，快速記錄儀、電流鉗等，具有設(shè)備笨重、不便攜帶和現(xiàn)場(chǎng)使用，接線復(fù)雜、操作繁瑣等缺 點(diǎn)，并且需要大量人工干預(yù)、人工計(jì)算等工作才能完成。部分運(yùn)行單位利用變電站的充電機(jī) 和蓄電池組對(duì)直流保護(hù)的斷路器進(jìn)行級(jí)差測(cè)試，電流難以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，時(shí)間也難以準(zhǔn)確測(cè)量， 設(shè)備也無(wú)法完成全部數(shù)據(jù)和全范圍測(cè)量。因此，設(shè)計(jì)一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，是 目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，由高頻開(kāi)關(guān)電源、超級(jí)電容、負(fù)載電阻、IGBT 模塊、光電耦合、電壓變送、電流變送、信號(hào)調(diào)理、微處理器、按鍵及顯示部分組成，市電交 流AC220V連接高頻開(kāi)關(guān)電源的交流輸入端，高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容并聯(lián)，并 聯(lián)后的正極和待測(cè)斷路器的上口的“ + ”相連，待測(cè)斷路器的下口的“ + ”和“_”短路，上口 的“_”穿過(guò)電流變送器與所有并聯(lián)支路負(fù)載電阻的一端相連，電阻的另一端和IGBT模塊 FMBH1G300US60的C極連接，IGBT模塊的E極并聯(lián)后連接高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí) 電容并聯(lián)的負(fù)極，構(gòu)成測(cè)試主回路，電壓傳感器WPE-DV—次輸入端并聯(lián)于高頻開(kāi)關(guān)電源的 直流輸出和超級(jí)電容，電壓傳感器二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電壓運(yùn)放LM358同 相輸入端，電壓運(yùn)放LM358輸出端連接微處理器Atmegal28 —個(gè)A/D輸入腳構(gòu)成電壓采樣 回路，電流變送器TBC50A穿心于待測(cè)斷路器上口的“-”與負(fù)載電阻的的連接線，其二次信 號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電流運(yùn)放LM358的同相輸入端，電流運(yùn)放LM358輸出端連接微處理器Atmegal28另一個(gè)A/D輸入腳構(gòu)成電流采樣回路，微處理器Atmegal28通過(guò)I/O 腳和光耦TLP521-1的輸入相連，光耦TLP521-1輸出連接IGBT模塊的控制G極，這樣多個(gè) 支路并聯(lián)而構(gòu)成負(fù)載調(diào)節(jié)控制回路，微處理器Atmegal28串口 1的RXD1、TXDl腳連接智能 顯示終端DMT64480T056的串行USART接口，構(gòu)成按鍵及顯示回路，完成按鍵操作和屏幕顯 示功能。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案還可以是本實(shí)用新型所述的高頻開(kāi)關(guān)電源輸出的額定電壓為12V，額定電流為20A，具有限 壓、限流及短路保護(hù)功能，這樣能保證給電容充電時(shí)，先恒流后恒壓，快速安全；超級(jí)電容型 號(hào)為SU2400P-0027V-1RA，六只串聯(lián)使用，作為儲(chǔ)能元件，為測(cè)量提供直流工作電源；負(fù)載 電阻為采用8421方式組合的鎳鎘合金電阻，IGBT模塊的型號(hào)為FMBH1G300US60，300A600V， 光電耦合為T(mén)LP521-1，隔離強(qiáng)弱電；電流變送采用型號(hào)為T(mén)BC50A的霍爾電流傳感器，電 壓變送采用型號(hào)為WPE-DV電磁調(diào)制電壓傳感器，其輸入為0-300V，輸出為0-5V，信號(hào)調(diào) 理包括電壓放大和電流放大，都采用運(yùn)放LM358，微處理器采用Atmegal28，它是ATMEL公 司8位系列最高配置的一款單片機(jī)，先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，128K的片內(nèi)FLASH，4K片內(nèi)SRAM， 一個(gè)8通道的10位的A/D轉(zhuǎn)換器，兩個(gè)可編程的串行USART ；按鍵及顯示部分采用型號(hào)為 DMT64480T056的帶串行USART接口的智能顯示終端加5. 7時(shí)觸摸屏。本實(shí)用新型ATMEGA128單片機(jī)的GND、AGND與電源地相連接，VCC、AVCC、接VCC 高電平，C4并聯(lián)于ATMEGA128的AREF和AGND腳之間，起濾波作用。單片機(jī)ATMEGA128的 XTALl、XTAL2腳分別與電容C2、C3的一端相連，電容的另一端接地，并且在XTALl、XTAL2 之間接一個(gè)8M晶振Mx，為系統(tǒng)提供主時(shí)鐘信號(hào)，使單片機(jī)正常工作。單片機(jī)ATMEGA128的 RESET腳與電阻Rll的一端及電容Cl的一端相連接，Rll的另一端接VCC高電平，Cl的另一 端接地，完成上電復(fù)位功能。ATMEGA128的RXDl腳與智能顯示終端DMT64480T056的TX腳 相連，TXDl腳與智能顯示終端的RX腳相連，DMT64480T056的GND腳接地，構(gòu)成按鍵和顯示 回路，ATMEGA128的PBO-PB7腳通過(guò)電阻Rbl-Rb8和光耦TLP521-1V1 —V8的2腳相連， 所有TLP521-1的1腳連接VCC高電平，4腳與+15電源連接，TLP521-1V1... V8的3腳與電 阻 Rcl...Rc8 的一端及 IGBT 模塊 ΡΜΒΗ16300υ560ΜΡ..Μ8 的 G 極相連，RcL·.. Rc8 的另一端接 地，ΡΜΒΗ16300υ560ΜΡ··Μ8的E極并聯(lián)后與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“_”連 接，ΡΜΒΗ16300υ560ΜΡ..Μ8的C極分別接負(fù)載電阻Rzl...Rz8的一端，Κζ1 Κζ8的另一端并 聯(lián)后穿過(guò)電流變送器TBC50A后與待測(cè)斷路器上口的“_”連接，待測(cè)斷路器的下口的“ + ”和 “-”短路，上口的“ + ”與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“ + ”連接，負(fù)載電阻Rzl··· Rz8、IGBT模塊ΜΡ··Μ8、光耦VL··· V8、電阻Rbl"'Rb8和Rcl··· Rc8 一起構(gòu)成主測(cè)試及其控 制電路，WPE-DV 一次輸入端U+與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“ + ”連接，U-與 超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“_”連接，電壓傳感器的+E腳接12V，GND腳接地， 信號(hào)輸出端Us連接R8的一端，電阻R8的另一端與AMPl的3腳相連，電阻R7的一端接地， 另一端與AMPl運(yùn)放LM358的2腳及電位器Wl的1腳相連，電位器Wl的2、3腳與AMPl的1 腳及ATMEGA128的ADCl腳相連接，WPE-DV, R7、R8、Wl及AMPl —起構(gòu)成電壓信號(hào)變送調(diào)理 電路，電流傳感器TBC50A穿心于待測(cè)斷路器上口的“-”與所有并聯(lián)支路負(fù)載電阻RzPhRZS 的連接線，TBC50A的的+E腳接12V，-E腳接-12V，G腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接電阻RlO 的一端，RlO的另一端與AMP2運(yùn)放LM358的3腳相連，電阻R9的一端接地，另一端與AMP2的2腳及電位器W2的1腳相連，電位器W2的2、3腳與AMP2的1腳及ATMEGA128的ADC0 腳相連接，TBC50A、R9、RIO、W2及AMP2 —起構(gòu)成電流信號(hào)變送調(diào)理電路?？刂七^(guò)程如下高頻開(kāi)關(guān)電源把交流AC220V整流成直流后給超級(jí)電容 SU2400P-0027V-1RA充電，充滿電后，把待測(cè)斷路器扳到合位，通過(guò)智能顯示終端 DMT64480T056的觸摸屏按照相關(guān)電力標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定參數(shù)，設(shè)置完成后，微處理器Atmegal28通 過(guò)光耦TLP521-1驅(qū)動(dòng)IGBT模塊FMBH1G300US60控制負(fù)載電阻的投切組合，產(chǎn)生測(cè)量所需 要的穩(wěn)定的直流電流，待測(cè)斷路器保護(hù)脫扣，電壓、電流傳感器把電壓、電流強(qiáng)電信號(hào)隔離 轉(zhuǎn)變?yōu)? 5V弱電信號(hào)傳遞給信號(hào)調(diào)理電路運(yùn)放LM358 (兩路，一路電壓放大、一路電流放 大)，經(jīng)LM358放大后，分別傳遞給微處理器Atmegal28的兩個(gè)A/D輸入腳，微處理器記錄脫 扣前后整個(gè)過(guò)程的直流電壓、電流值，并根據(jù)電流值的變化計(jì)算出待測(cè)斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間， 通過(guò)串行通訊在智能顯示終端顯示報(bào)表、安秒特性曲線等。本系統(tǒng)由高頻開(kāi)關(guān)電源、超級(jí)電容、負(fù)載電阻、IGBT模塊、光電耦合、電壓變送、電 流變送、信號(hào)調(diào)理、微處理器、按鍵及顯示部分組成。上述各部分連接方式如下市電交流 AC220V連接高頻開(kāi)關(guān)電源的交流輸入端，高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容并聯(lián)，并聯(lián) 后的正極和待測(cè)斷路器的上口的“ + ”相連，待測(cè)斷路器的下口的“ + ”和“_”短路，上口的“_” 穿過(guò)電流變送器與所有并聯(lián)支路負(fù)載電阻的一端相連，電阻的另一端和IGBT模塊的C極連 接，IGBT模塊的E極并聯(lián)后，連接高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容并聯(lián)的負(fù)極，而構(gòu)成 測(cè)試主回路；電壓傳感器一次輸入端并聯(lián)于高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容，電壓傳 感器二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電壓運(yùn)放同相輸入端，電壓運(yùn)放輸出端連接微處 理器一個(gè)A/D輸入腳而構(gòu)成電壓采樣回路；電流變送器穿心于待測(cè)斷路器上口的“_”與負(fù) 載電阻的的連接線，其二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電流運(yùn)放的同相輸入端，電流 運(yùn)放輸出端連接微處理器另一個(gè)A/D輸入腳而構(gòu)成電流采樣回路；微處理器通過(guò)I/O腳和 光耦的輸入相連，光耦輸出連接IGBT模塊的控制G極，這樣多個(gè)支路并聯(lián)而構(gòu)成負(fù)載調(diào)節(jié) 控制回路；微處理器串口 1連接智能顯示終端的串行USART接口，構(gòu)成按鍵及顯示回路。工 作過(guò)程如下高頻開(kāi)關(guān)電源把交流AC220V整流成直流后給超級(jí)電容充電，充滿電后，把待 測(cè)斷路器扳到合位，通過(guò)智能顯示終端的觸摸屏按照相關(guān)電力標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定參數(shù)，設(shè)置完成后， 微處理器通過(guò)光耦驅(qū)動(dòng)IGBT模塊控制負(fù)載電阻的投切組合，產(chǎn)生測(cè)量所需要的穩(wěn)定的直 流電流，待測(cè)斷路器保護(hù)脫扣，微處理器記錄脫扣前后整個(gè)的直流電壓、電流值，并根據(jù)電 流值的變化計(jì)算出待測(cè)斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間，通過(guò)串行通訊在智能顯示終端顯示報(bào)表、安秒 特性曲線等。本實(shí)用新型的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)①利用超級(jí)電容作為儲(chǔ)能方式，外接電源，比使用電池方式壽命長(zhǎng)、充電快、更安 全。如使用蓄電池，當(dāng)直流斷路器故障無(wú)法脫扣時(shí)，電池就會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間大電流放電而爆炸， 而使用電容最多電容完全放電，絕不會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn)；另外，電容循環(huán)壽命、大電流充電等 性能是蓄電池?zé)o法比擬的。②根據(jù)規(guī)程要求自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻產(chǎn)生直流電流輸出，穩(wěn)定準(zhǔn)確；通過(guò)電流突變 時(shí)間間隔來(lái)測(cè)量直流斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間，準(zhǔn)確可靠。③自動(dòng)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)繪制斷路器保護(hù)特性曲線(安秒曲線)，省時(shí)省力，無(wú)需人工干預(yù)。④體積小、重量輕，接線簡(jiǎn)單，便于攜帶和現(xiàn)場(chǎng)使用。
圖1是系統(tǒng)原理框圖。圖2是是系統(tǒng)的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，由高頻開(kāi)關(guān)電源、超級(jí)電容、負(fù)載 電阻、IGBT模塊、光電耦合、電壓變送、電流變送、信號(hào)調(diào)理、微處理器、按鍵及顯示部分組 成，其特征在于市電交流AC220V連接高頻開(kāi)關(guān)電源的交流輸入端，高頻開(kāi)關(guān)電源的直流 輸出和超級(jí)電容并聯(lián)，并聯(lián)后的正極和待測(cè)斷路器的上口的“ + ”相連，待測(cè)斷路器的下口的 “ + ”和“-”短路，上口的“-”穿過(guò)電流變送器與所有并聯(lián)支路負(fù)載電阻的一端相連，電阻的 另一端和IGBT模塊FMBH1G300US60的C極連接，IGBT模塊的E極并聯(lián)后連接高頻開(kāi)關(guān)電 源的直流輸出和超級(jí)電容并聯(lián)的負(fù)極，構(gòu)成測(cè)試主回路，電壓傳感器WPE-DV—次輸入端并 聯(lián)于高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容，電壓傳感器二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中 的電壓運(yùn)放LM358同相輸入端，電壓運(yùn)放LM358輸出端連接微處理器Atmegal28 —個(gè)A/D 輸入腳構(gòu)成電壓采樣回路，電流變送器TBC50A穿心于待測(cè)斷路器上口的“_”與負(fù)載電阻的 的連接線，其二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電流運(yùn)放LM358的同相輸入端，電流運(yùn) 放LM358輸出端連接微處理器Atmegal28另一個(gè)A/D輸入腳構(gòu)成電流采樣回路，微處理器 Atmegal28通過(guò)I/O腳和光耦TLP521-1的輸入相連，光耦TLP521-1輸出連接IGBT模塊的控 制G極，這樣多個(gè)支路并聯(lián)而構(gòu)成負(fù)載調(diào)節(jié)控制回路，微處理器Atmegal28串口 1的RXDl、 TXDl腳連接智能顯示終端DMT64480T056的串行USART接口，構(gòu)成按鍵及顯示回路。所述的高頻開(kāi)關(guān)電源輸出的額定電壓為12V，額定電流為20A，超級(jí)電容型號(hào) 為SU2400P-0027V-1RA，六只串聯(lián)使用，負(fù)載電阻為采用8421方式組合的鎳鎘合金電阻， IGBT模塊的型號(hào)為FMBH1G300US60，300A600V，光電耦合為T(mén)LP521-1，電流變送采用型號(hào)為 TBC50A的霍爾電流傳感器，電壓變送采用型號(hào)為WPE-DV電磁調(diào)制電壓傳感器，其輸入為 0-300V，輸出為0-5V，信號(hào)調(diào)理包括電壓放大和電流放大，都采用運(yùn)放LM358，微處理器采 用Atmegal28，按鍵及顯示部分采用型號(hào)為DMT64480T056的帶串行USART接口的智能顯示 終端加5. 7時(shí)觸摸屏。ATMEGA128單片機(jī)的GND、AGND與電源地相連接，VCC, AVCC、接VCC高電平，C4并 聯(lián)于ATMEGA128的AREF和AGND腳之間，單片機(jī)ATMEGA128的XTALl、XTAL2腳分別與電 容C2、C3的一端相連，電容的另一端接地，并且在XTALl、XTAL2之間接一個(gè)8M晶振Mx，為 系統(tǒng)提供主時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)ATMEGA128的RESET腳與電阻Rll的一端及電容Cl的一端 相連接，Rll的另一端接VCC高電平，Cl的另一端接地，ATMEGA128的RXDl腳與智能顯示 終端DMT64480T056的TX腳相連，TXDl腳與智能顯示終端的RX腳相連，DMT64480T056的 GND腳接地，構(gòu)成按鍵和顯示回路，ATMEGA128的ΡΒ0···ΡΒ7腳通過(guò)電阻ΙΛ1···ΙΛ8和光耦 TLP521-1V1-V8的2腳相連，所有TLP521-1的1腳連接VCC高電平，4腳與+15電源連接， TLP521-1V1...V8 的 3 腳與電阻 Rcl...Rc8 的一端及 IGBT 模塊 FMBH1G300US60M1...M8 的 G 極相連，Rcl…Rc8的另一端接地，F(xiàn)MBH1G300US60M1…M8的E極并聯(lián)后與超級(jí)電容Cs和高頻 開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“_”連接，F(xiàn)MBH1G300US60M1…M8的C極分別接負(fù)載電阻Rzl*"RZ8的 一端，Rzl…Rz8的另一端并聯(lián)后穿過(guò)電流變送器TBC50A后與待測(cè)斷路器上口的“-”連接， 待測(cè)斷路器的下口的“ + ”和“_”短路，上口的“ + ”與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸 出 “ + ” 連接，負(fù)載電阻 Rzl...Rz8、IGBT 模塊 Ml…M8、光耦 V1...V8、電阻 Rbl...Rb8 和 Rcl... Rc8 一起構(gòu)成主測(cè)試及其控制電路，WPE-DV 一次輸入端U+與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源 的直流輸出“ + ”連接，U-與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“_”連接，電壓傳感器 的+E腳接12V，GND腳接地，信號(hào)輸出端Us連接R8的一端，電阻R8的另一端與AMP1的3 腳相連，電阻R7的一端接地，另一端與AMP1運(yùn)放LM358的2腳及電位器W1的1腳相連，電 位器 W1 的 2、3 腳與 AMP1 的 1 腳及 ATMEGA128 的 ADC1 腳相連接，WPE_DV、R7、R8、W1 及 AMP1 一起構(gòu)成電壓信號(hào)變送調(diào)理電路，電流傳感器TBC50A穿心于待測(cè)斷路器上口的“_”與所有 并聯(lián)支路負(fù)載電阻Rzl…Rz8的連接線，TBC50A的的+E腳接12V，-E腳接-12V，G腳接地， 信號(hào)輸出端Uz連接電阻R10的一端，R10的另一端與AMP2運(yùn)放LM358的3腳相連，電阻R9 的一端接地，另一端與AMP2的2腳及電位器W2的1腳相連，電位器W2的2、3腳與AMP2的 1腳及ATMEGA128的ADC0腳相連接，TBC50A、R9、RIO、W2及AMP2 —起構(gòu)成電流信號(hào)變送調(diào) 理電路。
權(quán)利要求一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，由高頻開(kāi)關(guān)電源、超級(jí)電容、負(fù)載電阻、IGBT模塊、光電耦合、電壓變送、電流變送、信號(hào)調(diào)理、微處理器、按鍵及顯示部分組成，其特征在于市電交流AC220V連接高頻開(kāi)關(guān)電源的交流輸入端，高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容并聯(lián)，并聯(lián)后的正極和待測(cè)斷路器的上口的“+”相連，待測(cè)斷路器的下口的“+”和“-”短路，上口的“-”穿過(guò)電流變送器與所有并聯(lián)支路負(fù)載電阻的一端相連，電阻的另一端和IGBT模塊FMBH1G300US60的C極連接，IGBT模塊的E極并聯(lián)后連接高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容并聯(lián)的負(fù)極，構(gòu)成測(cè)試主回路，電壓傳感器WPE-DV一次輸入端并聯(lián)于高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出和超級(jí)電容，電壓傳感器二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電壓運(yùn)放LM358同相輸入端，電壓運(yùn)放LM358輸出端連接微處理器Atmega128一個(gè)A/D輸入腳構(gòu)成電壓采樣回路，電流變送器TBC50A穿心于待測(cè)斷路器上口的“-”與負(fù)載電阻的的連接線，其二次信號(hào)輸出連接信號(hào)調(diào)理部分中的電流運(yùn)放LM358的同相輸入端，電流運(yùn)放LM358輸出端連接微處理器Atmega128另一個(gè)A/D輸入腳構(gòu)成電流采樣回路，微處理器Atmega128通過(guò)I/O腳和光耦TLP521-1的輸入相連，光耦TLP521-1輸出連接IGBT模塊的控制G極，這樣多個(gè)支路并聯(lián)而構(gòu)成負(fù)載調(diào)節(jié)控制回路，微處理器Atmega128串口1的RXD1、TXD1腳連接智能顯示終端DMT64480T056的串行USART接口，構(gòu)成按鍵及顯示回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于 所述的高頻開(kāi)關(guān)電源輸出的額定電壓為12V，額定電流為20A，超級(jí)電容型號(hào)為 SU2400P-0027V-1RA,六只串聯(lián)使用，負(fù)載電阻為采用8421方式組合的鎳鎘合金電阻， IGBT模塊的型號(hào)為FMBH1G300US60，300A600V，光電耦合為T(mén)LP521-1，電流變送采用型號(hào)為 TBC50A的霍爾電流傳感器，電壓變送采用型號(hào)為WPE-DV電磁調(diào)制電壓傳感器，其輸入為 0-300V,輸出為0-5V，信號(hào)調(diào)理包括電壓放大和電流放大，都采用運(yùn)放LM358，微處理器采 用Atmegal28，按鍵及顯示部分采用型號(hào)為DMT64480T056的帶串行USART接口的智能顯示 終端加5. 7時(shí)觸摸屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于ATMEGA128 單片機(jī)的GND、AGND與電源地相連接，VCC、AVCC、接VCC高電平，C4并聯(lián)于ATMEGA128的 AREF和AGND腳之間，單片機(jī)ATMEGA128的XTALl、XTAL2腳分別與電容C2、C3的一端相連， 電容的另一端接地，并且在XTAL1、XTAL2之間接一個(gè)8M晶振Mx，為系統(tǒng)提供主時(shí)鐘信號(hào)， 單片機(jī)ATMEGA128的RESET腳與電阻Rll的一端及電容Cl的一端相連接，Rll的另一端接 VCC高電平，Cl的另一端接地，ATMEGA128的RXDl腳與智能顯示終端DMT64480T056的TX腳 相連，TXDl腳與智能顯示終端的RX腳相連，DMT64480T056的GND腳接地，構(gòu)成按鍵和顯示 回路，ATMEGA128的PBO-PB7腳通過(guò)電阻Rbl-Rb8和光耦TLP521-1V1 —V8的2腳相連， 所有TLP521-1的1腳連接VCC高電平，4腳與+15電源連接，TLP521-1V1··· V8的3腳與電 阻Rcl...Rc8的一端及IGBT模塊ΡΜΒΗ16300υ560ΜΡ..Μ8的G極相連，的另一端接 地，ΡΜΒΗ16300υ560ΜΡ··Μ8的E極并聯(lián)后與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“_”連 接，ΡΜΒΗ16300υ560ΜΡ..Μ8的C極分別接負(fù)載電阻Rzl... Rz8的一端，ΚζΡ..Κζ8的另一端并 聯(lián)后穿過(guò)電流變送器TBC50A后與待測(cè)斷路器上口的“_”連接，待測(cè)斷路器的下口的“ + ”和 “-”短路，上口的“ + ”與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“ + ”連接，負(fù)載電阻Rzl··· Rz8、IGBT模塊ΜΡ··Μ8、光耦VL··· V8、電阻Rbl"'Rb8和Rcl··· Rc8 一起構(gòu)成主測(cè)試及其控 制電路，WPE-DV 一次輸入端U+與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“ + ”連接，U-與超級(jí)電容Cs和高頻開(kāi)關(guān)電源的直流輸出“_”連接，電壓傳感器的+E腳接12V，GND腳接地， 信號(hào)輸出端Us連接R8的一端，電阻R8的另一端與AMPl的3腳相連，電阻R7的一端接地， 另一端與AMPl運(yùn)放LM358的2腳及電位器Wl的1腳相連，電位器Wl的2、3腳與AMPl的1 腳及ATMEGA128的ADCl腳相連接，WPE-DV, R7、R8、Wl及AMPl —起構(gòu)成電壓信號(hào)變送調(diào)理 電路，電流傳感器TBC50A穿心于待測(cè)斷路器上口的“-”與所有并聯(lián)支路負(fù)載電阻RzPhRZS 的連接線，TBC50A的的+E腳接12V，-E腳接-12V，G腳接地，信號(hào)輸出端Uz連接電阻RlO 的一端，RlO的另一端與AMP2運(yùn)放LM358的3腳相連，電阻R9的一端接地，另一端與AMP2 的2腳及電位器W2的1腳相連，電位器W2的2、3腳與AMP2的1腳及ATMEGA128的ADCO 腳相連接，TBC50A、R9、RlO、W2及AMP2 —起構(gòu)成電流信號(hào)變送調(diào)理電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種直流斷路器安秒特性測(cè)試系統(tǒng)，由高頻開(kāi)關(guān)電源、超級(jí)電容、負(fù)載電阻、IGBT模塊、光電耦合、電壓變送、電流變送、信號(hào)調(diào)理、微處理器、按鍵及顯示部分組成。本實(shí)用新型具有利用超級(jí)電容作為儲(chǔ)能方式，外接電源，比使用電池方式壽命長(zhǎng)、充電快、更安全的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可根據(jù)規(guī)程要求自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻產(chǎn)生直流電流輸出，穩(wěn)定準(zhǔn)確；通過(guò)電流突變時(shí)間間隔來(lái)測(cè)量直流斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間，準(zhǔn)確可靠。自動(dòng)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)繪制斷路器保護(hù)特性曲線(安秒曲線)，省時(shí)省力，無(wú)需人工干預(yù)。體積小、重量輕，接線簡(jiǎn)單，便于攜帶和現(xiàn)場(chǎng)使用。
文檔編號(hào)G01R31/327GK201628757SQ20102015660
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月10日
發(fā)明者尉鑌, 李培英, 潘大志, 羅清雷, 馬延強(qiáng), 高云 申請(qǐng)人:河北創(chuàng)科電子科技有限公司