低压电器设备过载、断相保护特性测试装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电器设备测试技术领域，且特别一种低压电器设备过载、断相保护特性测试装置和测试技术。
【背景技术】
[0002]过载、断相保护特性测试是指电气设备在特定的额定电流下，通过测试装置测试其故障动作时间。过载又叫过负荷，是指电气设备的长期工作电流超过其额定值，是设备寿命较小或损坏。断相是指电动机运行过程中一相断相或者三相不平衡，造成电动机输出转矩比正常运行时小很多，在负荷不变的情况下，工作电流增加，造成过热损坏设备。目前低压电器设备过载、断相保护测试装置和测试技术水平落后、自动化程度低，采用接触器、继电器、控制按钮等器件组成，测试过程需要手动调节和人工记录实验数据。
【发明内容】
[0003]发明目的:
本发明提供一种低压电器设备过载、断相保护特性测试装置及方法，其目的是解决以往所存在的问题。
[0004]技术方案:
一种低压电器设备过载、断相保护特性测试装置，其特征在于:该装置包括大电流发生器、调压器、调流电动机、IGBT、驱动保护电路、AVR单片机、电动转换开关、控制电源、电流互感器和信号调理电路、显示单元、控制面板、通讯模块和工控机;其中AVR单片机与大电流发生器连接，大电流发生器的输入端与调压器的电流输出相连接，调压器旋转主轴与调流电动机的主轴相连接，调流电动机的控制端通过IGBT及驱动保护电路与AVR单片机的信号输出端PAO相连接，电动转换开关的控制端与AVR单片机的PAl相连接，电流互感器的测试端与测试试品导线相连接，控制电源的电压调节端与AVR单片机的信号输出端PA2相连接，控制电源的电压输出端和试品电源接线端子相连接，电流互感器的信号输出端与信号调理电路的输入端相连接，信号调理电路的输出端与AVR单片机的输入端PA3相连接，试品转接装置输入端与大电流发生器的电流输出端相连接，试品转接装置的输出端和试品主回路相连接，显示单元的输入端和AVR单片机的PB0-PB5、PC0-PC2相连接，控制面板的输出端与AVR单片机的输入端PA4-PA7相连接，工控机通过通讯模块与AVR单片机的通讯接口 SPI相连接。
[0005]大电流发生器容量为60KW，由四个不同的磁路并联组成，分别为两个1KW和两个20KW的磁路，其中一个1KW磁路的输出电流值可调，另外一个1KW磁路和两个20KW磁路输出电流为固定值，通过不同的组合方式可以产生0-60KW的输出功率，电动转换开关的档位和大电流发生器对应的功率输出关系如下所示:
第I个“O”位:全部断开；“I”位:可投入0~10KW可调；
第2个“O”位:全部断开；“2”位:可投入0~10KW可调+1KW全压；
第3个“O”位:全部断开；“3”位:可投入0~10KW可调+20KW全压； 第4个“O”位:全部断开；“4”位:可投入O?1KW可调+1KW全压+20KW全压；
第5个“O”位全部断开；“5”位:可投入O?1KW可调+20KW全压+20KW全压；
第6个“O”位:全部断开；“6”位:可投入O?1KW可调+1KW全压+20KW全压+20KW全压，此时大电流发生装置满负荷。
[0006]利用上的低压电器设备过载、断相保护特性测试装置所实施的测试方法，其特征在于:
(1)、根据试品额定电流值，选择合适的连接导线，完成试品主回路电路连接;即在散热良好的情况下，通常截面积为I平方毫米的铜导线可以通过10安培电流。
[0007](2)、将试品控制变压器一次侧与主回路断开，根据试品的额定电压选择控制电源的档位，完成试品控制电源的连接；(电压与档位的关系:控制电源上有660V、380V、220V不同电压档位，比如试品额定电压为220V，控制电源选择220V的档位)
(3)、根据要进行试验的项目，确定试验电流，AVR单片机按照控制面板上输入的控制指令控制电动机和电动转换开关，调节大电流发生器的电流输出，同时AVR单片机实时检测电流值，直到达到需要的电流值；
(4)、AVR单片机开启计时器，重新启动大电流发生器的电流输出，并记录给定电流到保护器动作的时间；
(5)、关闭大电流发生器的电流输出，拆卸试品与大电流发生器及控制电源的连接线，整理实验工具，完成过载特性测试试验。
[0008]根据权利要求3所述的低压电器设备过载、断相保护特性测试方法，其特征在于:AVR单片机为实验装置的核心，负责完成控制指令接收、驱动信号发送、实验电流调节、数据显示和通讯功能，AVR单片机的功能通过下述程序实现的，低压电器设备过载、断相保护特性测试软件流程如下:
步骤1、初始化；
步骤2、系统自检；
步骤3、控制指令接收；
步骤4、电流调解；
步骤5、电流检测；
步骤6、是否达到预计值;达到执行步骤7，否则执行步骤4;
步骤7、保护时间测试步骤8、状态显不；
步骤9、数据通讯；
步骤10、结束。
[0009]优点及效果
本发明是一种低压电器设备过载、断相保护特性测试装置及方法，其采用AVR单片机根据试品情况自动调节试验电流及记录实验结果，避免了人工测量的误差，提高了工作效率和测试精度，为电器设备测试装置智能化技术的发展奠定基础。。
【附图说明】
[0010]图1为低压电器设备过载、断相保护特性测试装置结构图； 图2为低压电器设备过载、断相保护特性测试软件流程图；
其中，1、大电流发生器;2、调压器;3、调流电动机;4、IGBT;5、驱动保护电路;6、AVR单片机;7、电动转换开关;8、控制电源;9、电流互感器;10、信号调理电路;11、试品转接装置;12、显示单元;13、控制面板;14、通讯模块;15、工控机;16、试品。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
如图所示，本发明提出了一种低压电器设备过载、断相保护特性测试装置，其采用AVR单片机根据试品情况自动调节试验电流及记录实验结果，避免了人工测量的误差，提高了工作效率和测试精度，为电器设备测试装置智能化技术的发展奠定基础。附图1为低压电器设备过流保护特性测试装置结构图，附图2为低压电器设备过流保护特性测试流程图，下面结合附图对专利进行说明。
[0012]该装置包括大电流发生器1、调压器2、调流电动机3、IGBT4、驱动保护电路5、AVR单片机6、电动转换开关7、控制电源8、电流互感器9和信号调理电路10、显示单元12、控制面板13、通讯模块14和工控机15;其中AVR单片机6与大电流发生器I连接，大电流发生器I的输入端与调压器2的电流输出相连接，调压器2旋转主轴与调流电动机3的主轴相连接，调流电动机3的控制端通过IGBT4及驱动保护电路5与AVR单片机6的信号输出端PAO相连接，电动转换开关7的控制端与AVR单片机6的PAl相连接，电流互感器9的测试端与测试试品16导线相连接，控制电源8的电压调节端与AVR单片机6的信号输出端PA2相连接，控制电源8的电压输出端和试品16电源接线端子相连接，电流互感器9的信号输出端与信号调理电路10的输入端相连接，信号调理电路1的输出端与AVR单片机6的输入端PA3相连接，试品转接装置11输入端与大电流发生器I的电流输出端相连接，试品转接装置11的输出端和试品16主回路相连接，显示单元12的输入端和AVR单片机6的PB0-PB5、PC0-PC2相连接，控制面板13的输出端与AVR单片机6的输入端PA4