电力工程用双路断路器模拟试验仪

.产品简介

      HDS-II双路断路器模拟试验仪将两组相互独立的模拟断路器置于同一机箱，可模拟断路器的三相及分相操作、单跳闸线圈或双跳闸线圈断路器、开关自备投试验以及开关拒跳/拒合等动作行为，适用于电力系统、工矿企业、科研、教学院所等，作为继电保护及自动装置试验中代替实际断路器之用。在保障继电保护试验的正确性、可靠性的同时，可大幅减少实际断路器的动作次数，提高整组试验工作效率。

    两组模拟断路器均直接提供A、B、C相模拟的跳/合闸线圈输入端，一对断路器位置输出的常闭接点和常开接点。通过面板操作选择模拟断路器的手动跳闸/合闸、跳/合闸线圈电阻、跳/合闸时间、单相/分相动作相预置选择等功能，从而模拟断路器的跳/合闸动作。

    HDS-II双路断路器模拟试验仪提供独立的110/220V隔离直流电压输出。

二.技术指标

    1、供电电源：AC220V±10%

    2、跳合闸输入电压：DC 40V≤ Vin ≤ 250V

    3、跳/合闸线圈电阻选择：100Ω、200Ω、400Ω

    4、合闸时间选择：20ms~180ms，步长20ms（当设置小于20ms时取为20ms）

    5、跳闸时间选择：30ms~90ms，步长10ms（当设置小于30 ms时取为30 ms）

    6、常开/常闭输出接点容量：DC110V/5A，AC220V/30A。

    7、提供A相，B相，C相，AB相，BC相，CA相，ABC相等七种分相预置选择和三相操作选择。

    8、隔离直流电压输出：DC 110V/220V，容量200W。

    9、工作环境：温度-10℃～＋45℃，湿度90％不冷凝

    10、体积：380(W)×250(H)×180(D)mm

    11、重量：10Kg

三.使用方法

    步骤一：

      1、用模拟断路器做保护整组试验时，将保护屏上操作回路中的三相跳闸及三相合闸的外部出口断开后，接入模拟断路器各相对应的跳/合闸输入端子，直流操作电源的负端接入模拟断路器的黑色公共端（-）端子。注意到跳/合闸回路的公共端是独立分开的。

      2、接通220V供电电源。开机后模拟断路器在“三相跳闸”状态，位置指示灯绿灯亮。动作预置为“三相”操作。

    步骤二：根据一次设备断路器的跳/合闸时间和跳/合闸线圈的电流值设置和跳/合闸时间模拟断路器参数：选择所需模拟断路器的跳/合闸回路电阻(100Ω、200Ω、400Ω)、跳闸时间(30 ms~90 ms)、合闸时间(20ms或~180 ms)、跳/合闸操作动作相选择等。

      1、跳/合闸线圈输入端子相当于实际断路器的跳/合闸线圈回路，跳/合闸线圈电阻通过回路电阻选择按键选择，仪器通电后跳合闸回路电阻是200Ω。

      2、跳闸时间（30 ms~90 ms）步长是10 ms，跳闸时间数码盘的数字乘以10 ms即是所设置的跳闸时间；合闸时间（20ms~180 ms）步长是20 ms，合闸时间数码盘的数字乘以20 ms即是所设置的合闸时间。

      3、动作相通过动作相选择按键选择，仪器通电后动作相为三相操作，对应指示灯是三相的亮。每按动一次将按照分相操作ABC相→A相→B相→C相→AB相→BC相→CA相→三相 循环顺序选择动作相，并相应指示灯点亮。

    步骤三：面板设置有手动跳/合闸按钮，模拟断路器的手动跳闸、合闸。操作时动作相选择对应的相跳/合闸。模拟断路器在跳闸状态时，跳闸指示灯（绿灯）亮。此时模拟断路器位置开出量的常闭接点闭合，常开接点断开。

模拟断路器在合闸状态时，合闸指示灯（红灯）亮。此时开出量的常开接点闭合，常闭接点断开。

    步骤四：配合继点电保护装置和试验装置进行整组试验。当任意一个跳/合闸回路有电流输入时，根据预置的动作参数模拟断路器动作状态。

      动作相选择为三相操作时，任意一个相的跳/合闸输入均使三相都动作。分相操作时，各相的跳/合闸输入导致所选择的动作相做相应动作，其他相状态不变。

通过动作相选择按钮，选择非输入的动作相可模拟开关拒跳、拒合试验。

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其原理是用CPU通过D/A控制智能负载，使蓄电池向智能负载放电，产生一个低频(频率小于100HZ)，幅值约为0.01C10-0.05C10 的正弦波交流信号(频率为fo，角速度为ω=2πfo的电流I=IoSin(ωoT),其中C10为10小时放电率下蓄电池的容量。在蓄电池上产生的电压响应为：U=UoSin(ωoT+Φ); 其阻抗为：Z=Uo/IoXejφ

交流放电法蓄电池内阻测量原理图见图2。3.1 MOS管：MOS管的作用是由CPU通过D/A控制MOS管，使蓄电池向负载放电，产生特定频率的、幅值稳定的正弦波激励信号。3.2多路开关：多路开关由CPU控制，进行信号的切换。以实现蓄电池组中每节蓄电池内阻的测量。3.3耦合电容：其作用是隔离直流，而使交流信号顺利通过。为保证测量电路的精度，耦合电容要保证严格的匹配性。3.4可编程带通滤波器：蓄电池在线工作时，充电装置纹波电流可能相当大，一些UPS电源的纹波电流有数安甚至数十安，远大于测量信号，如果不采取滤波，后级的放大器将会饱和。可编程带通滤波器的设计可以使频率接近为测量信号频率，而其它频率信号不能通过。这样后级的放大器可以将微弱的测量信号进行有效的放大。3.5高速同步A/D转换电力工程用双路断路器模拟试验仪C相模拟器：它可以实现电流信号和电压信号的同步高速采样，确保电流信号和电压信号严格的相位关系，并将模拟信号转换为数字信号。3.6 DSP：虽然经过前级的滤波去除了大部分干扰信号，但仍有相当的干扰信号和有效信号一起被采样进来，如不进行处理，将会严重影响测量精度。由于只有频率为fo的信号为有效信号，利用DSP的数字运算能力，对采样信号用FFT算法分别提取电流、电压采样信号中频率为fo的信号部分进行运算。电流、电压采样信号送入DSP后，DSP对信号进行如下处理：3.6.1对电流和电压采样信号进行FFT变换，分别计算电流信号和电压信号的频谱分布:3.6.2分别提取频率为fo的电流和电压信号：电流信号：I=IoSin(ωoT+φ1)电压信号：U=UoSin(ωoT+φ2)3.6.3计算蓄电池的阻抗、内阻和相位差：

阻抗为： Z(ω)=Uo/Io×ejφ相位差为电力工程用双路断路器模拟试验仪C相模拟：φ=φ2-φ1.蓄电池内阻为：R= |Z(ω)|×COSφ.6.4将结果送入CPU，并进行显示、存贮，以便进行其他分析。3.7 CPU：采用飛利浦公司ARM蕊片LPC2478