应用研究
舰船塑壳式断路器瞬动校验选相合闸技术研究
高超孙俊患吴言凤
(海军潜艇学院山东青岛266071)
摘要：望壳式断路器的瞬动脱扣特性实验中，为确保电流中非周期分量最小，必须采用选相合润技水。本文对选相合闸技水递行了理论分析,并针对根船望壳式断露器除动验试验，设计了以DSP及工控机为核心的选相合闸装置。该装置应用于望壳式断路器瞬动校验设备中，可较好的消除实验电流的非周期分量。
关键调：重壳式断路器除动验DSP选相合闸
中图分类号：TM561 引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2013)08-0102-02
示选相合闸开关。
设电网容量很大，短路电流没有引起电网电压下降，突然短路
塑壳式断路器是舰船配电网中的一种重要保护开关，作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保护舰船用电设备的安全运行。塑壳式断路器除了具有手动分合电路的功能外还具有过流保护和瞬动保护(短路)的功能。在对塑壳式断路器进行瞬动脱扣试验时，根据IEC60947一2及GB14048.26低压开关设备和控制设备低压断路器》等国家标准规定，要求通过瞬时过电流脱扣器的试验电流应对称，即基本上没有直流分量。这就需要在电源回路中采用选相合闻的控制方法，减少试验电流中非周期分量的产生。
1选相合闸技术分析
由于断路器校验回路中存在功率因数角，不同的功率因数角会产生不同幅值的非周期分量，而叠加的非周期分量对校验结果影响较大低压电器试验中，设输人电压按正弦规律变化，用选相合闸开关在变压器副方突然短路，此时的状况与R、L申联电路突然接到正弦电压上去的情况相似。具体简化等效电路如(图1)所示
(图1)中，U为试验端口电压;R为短路电阻，L为短路电感,S表
U
图1等效电路信号采集
通讯接口机
DSP 控制器
手动开关
合命含执行器
图2选相合闸原理图3执行器电路
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时电路的微分方程如下：
U=V2Usin(ax+α)=iR+L4
(1)
式中α，为合时U的初相角。解此常系数微分方程可得：
i= /2/ sin(x +a, p)+ Ce = f" +
(2)
式中表示突然短路电流稳态分量的瞬时值；V2I为突然短路电流稳态分量幅值，了表示突然短路电流暂态分量的瞬时值； T=(L/r)为暂态电流衰减的时间常数；=arctan(o/r)为f与U 的相位差，即实验回路的功率因数角；C为待定积分常数，由初始条件决定。
在进行短路分断试验时，t=0，{=0，因此
1 = V21 sin(ox + a, )+ V2 sin(ag 9)e
(3)
R+p(aL cosa-Rsina) V2U
C
(4)
从式(3)可见，突然短路电流的大小与电压U的初相角α和" 与V的相位差有关。按两种情况分析：
(1)当α。=Φ时发生突然短路，暂态分量为零，突然短路一发生就进人稳态，短路电流最小，其值为
f = /21 sin cr 信号测理根
显示器工控机 DSP控制板反馈
图4控制系统流程简图
(5)
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电源整流
IGBT遵变器负载