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摘 要：根据直流断路器通断特性的测试要求，设计了一种新型的直流断路器安秒特性测定仪，可以测试直流断路器的通断特性曲线，一定程度上提高了电力系统中直流断路器测试的装备水平。
1.引言：
随着社会的进步和信息化、自动化程度的不断提高，人们对电力、通信、金融、交通等行业的依赖程度进一步加深，也就对供电系统的可靠性提出了更高的要求。在电力系统中，直流电源系统作为继电保护、自动装置、控制操作回路等电源之用，是继电保护、自动装置正确动作的基本保证。而直流断路器是变电站、发电厂直流系统中最常用的保护元件。直流断路器保护方式采用热动-电磁脱扣。热动保护用于负荷过载条件（≤5-10In）下保护，由热动元件实现，其保护呈反实现特性。电磁脱扣保护用于负荷短路条件（≥5-10In）下保护，由电磁脱扣装置实现，其保护呈瞬时特性。直流断路器在不同的过载电流下，具有不同的保护动作时间，直流短路器的这种电流-动作时间特性称为安秒特性。根据《GB10963.2-2003/IEC 60898-2：2000 家用及类似场所用过电流保护器 第2部分：用于交流和直流的断路器》中规定的方法，基于嵌入式控制系统，设计了一种新型的断路器安秒特性测定仪。
2.系统的硬件结构
2.1系统工作原理
系统采用在触摸屏上设置测试参数，触摸屏与DSP通讯，将参数传给DSP测控系统。DSP测控系统根据测试参数和电流值，通过PID算法，输出PWM波形控制DCDC模块输出电流。触摸屏可以进行人机交互，同时有存储数据，生成图表等功能。该系统可以产生500A以下的电流，测试范围比较宽，精度比较高。
2.2DCDC电源模块
该系统采用AMPSS系列的DCDC模块，此款模块（单个）最大可提供60A的电流，效率可达88%，具有低输出噪音，超过1百万小时的高可靠性。本系统采用10个DCDC模块并联的方法，通过调节CLIMADJ口PWM的占空比，达到调节输出电流的方法。
2.3DSP测控系统
DSP测控系统由电流互感器，通讯模块， DSP及其外围电路组成。电流互感器采用FS600B/4V，测量范围为0-±900A，线性度为1%，输出电压0-±4V。DSP及外围控制电路（其中一路）的原理如图1所示：
整个系统有10路类似的控制信号，分别控制10个DCDC电源模块，在首次测试前，DSP系统依次在50A，100A，150A，200A，250A，300A，350A，400A，450A，500A这10个点 进行自校准。校准完成后将相关数据记录在DSP系统的外部Flash中。
测试时，触摸屏给DSP发开始测试命令，命令中包含设定电流，DSP收到命令后，根据设定电流和外部Flash中记录的标定数据，打开DCDC模块的电源，调整PWM占空比及开相应DCDC模块数量，此时DSP的AD口接收霍尔传感器的信号得到实际电流I实测，通过I实测和I设置的比较，利用PID算法，调整PWM占空比及开DCDC模块数量以达到I实测接近I设置的目的。
测试过程中，如果测试时间到，则触摸屏给DSP发测试时间到停止命令。如果在测试过程中需要手动停止，则触摸屏给DSP发手动停止命令。但是如果测试过程中，直流断路器脱扣断开，此时DSP给触摸屏发送脱扣停止命令，命令中包含整个测试过程的时间。触摸屏收到信号后显示当前测试状态及测试时间。
2.3触摸屏
触摸屏主要提供一个人机界面的交互，他的功能有：
1.设定参数：包括设定测试时间，设定测试电流，设定测试件编号，设定厂家标号等等
2.显示当前状态：包括正在测试状态，手动停止状态，时间到停止状态，脱扣停止状态等等
3.给DSP发送指令：包括开始测试指令，手动停止指令，时间到停止指令等等
4.接收DSP指令：包括脱扣停止指令等
5.存储数据，打印图表，转存U盘等。
触摸屏与DSP间的通讯采用232接口，电平转换用MAX232，采用光耦与DSP隔离，同时MAX232采用单独DCDC模块进行供电。
3.系统的软件设计
根据《GB10963.2-2003/IEC 60898-2：2000 家用及类似场所用过电流保护器 第2部分：用于交流和直流的断路器》中规定的方法，测试短路的安秒特性曲线由全点测试和抽点测试两种。本系统采用由用户自己设定测试点的方法进行测试，用户可以根据实际工作中的需要和国标中规定的办法自己设定测试点，测试点可以在3In到15In之间任意设置，也可以设置多点。
系统的软件分为DSP系统软件和触摸屏系统软件，其中DSP系统软件流程如图2所示，在测试过程中测试人员可以随时改变设定电流及设定时间。测试完后，可以保存数据也可以将数据转存在U盘上，在电脑上进行处理。
4.系统测试数据
根据该系统的设计方案设计出来的产品主要参数如下：工作电源为交流220V，50HZ，电流测试范围为0-500A， 通过与标准直流钳形表比较该系统的精度如表1所示
显示值与实际值的误差最大在5%，时间的分辨率为1ms，体积45cmX32cmx30cm，重量大概15KG.
参考文献
《变电站直流系统断路器通断特性测定仪的意义与应用》 王浩 单小勇 袁田
《直流断路器安秒特性装置的研制》陈瑞林 陈欣 李涛 杜晓平
《DSP应用技术》 赵明忠
1.引言：
随着社会的进步和信息化、自动化程度的不断提高，人们对电力、通信、金融、交通等行业的依赖程度进一步加深，也就对供电系统的可靠性提出了更高的要求。在电力系统中，直流电源系统作为继电保护、自动装置、控制操作回路等电源之用，是继电保护、自动装置正确动作的基本保证。而直流断路器是变电站、发电厂直流系统中最常用的保护元件。直流断路器保护方式采用热动-电磁脱扣。热动保护用于负荷过载条件（≤5-10In）下保护，由热动元件实现，其保护呈反实现特性。电磁脱扣保护用于负荷短路条件（≥5-10In）下保护，由电磁脱扣装置实现，其保护呈瞬时特性。直流断路器在不同的过载电流下，具有不同的保护动作时间，直流短路器的这种电流-动作时间特性称为安秒特性。根据《GB10963.2-2003/IEC 60898-2：2000 家用及类似场所用过电流保护器 第2部分：用于交流和直流的断路器》中规定的方法，基于嵌入式控制系统，设计了一种新型的断路器安秒特性测定仪。
2.系统的硬件结构
2.1系统工作原理
系统采用在触摸屏上设置测试参数，触摸屏与DSP通讯，将参数传给DSP测控系统。DSP测控系统根据测试参数和电流值，通过PID算法，输出PWM波形控制DCDC模块输出电流。触摸屏可以进行人机交互，同时有存储数据，生成图表等功能。该系统可以产生500A以下的电流，测试范围比较宽，精度比较高。
2.2DCDC电源模块
该系统采用AMPSS系列的DCDC模块，此款模块（单个）最大可提供60A的电流，效率可达88%，具有低输出噪音，超过1百万小时的高可靠性。本系统采用10个DCDC模块并联的方法，通过调节CLIMADJ口PWM的占空比，达到调节输出电流的方法。
2.3DSP测控系统
DSP测控系统由电流互感器，通讯模块， DSP及其外围电路组成。电流互感器采用FS600B/4V，测量范围为0-±900A，线性度为1%，输出电压0-±4V。DSP及外围控制电路（其中一路）的原理如图1所示：
整个系统有10路类似的控制信号，分别控制10个DCDC电源模块，在首次测试前，DSP系统依次在50A，100A，150A，200A，250A，300A，350A，400A，450A，500A这10个点 进行自校准。校准完成后将相关数据记录在DSP系统的外部Flash中。
测试时，触摸屏给DSP发开始测试命令，命令中包含设定电流，DSP收到命令后，根据设定电流和外部Flash中记录的标定数据，打开DCDC模块的电源，调整PWM占空比及开相应DCDC模块数量，此时DSP的AD口接收霍尔传感器的信号得到实际电流I实测，通过I实测和I设置的比较，利用PID算法，调整PWM占空比及开DCDC模块数量以达到I实测接近I设置的目的。
测试过程中，如果测试时间到，则触摸屏给DSP发测试时间到停止命令。如果在测试过程中需要手动停止，则触摸屏给DSP发手动停止命令。但是如果测试过程中，直流断路器脱扣断开，此时DSP给触摸屏发送脱扣停止命令，命令中包含整个测试过程的时间。触摸屏收到信号后显示当前测试状态及测试时间。
2.3触摸屏
触摸屏主要提供一个人机界面的交互，他的功能有：
1.设定参数：包括设定测试时间，设定测试电流，设定测试件编号，设定厂家标号等等
2.显示当前状态：包括正在测试状态，手动停止状态，时间到停止状态，脱扣停止状态等等
3.给DSP发送指令：包括开始测试指令，手动停止指令，时间到停止指令等等
4.接收DSP指令：包括脱扣停止指令等
5.存储数据，打印图表，转存U盘等。
触摸屏与DSP间的通讯采用232接口，电平转换用MAX232，采用光耦与DSP隔离，同时MAX232采用单独DCDC模块进行供电。
3.系统的软件设计
根据《GB10963.2-2003/IEC 60898-2：2000 家用及类似场所用过电流保护器 第2部分：用于交流和直流的断路器》中规定的方法，测试短路的安秒特性曲线由全点测试和抽点测试两种。本系统采用由用户自己设定测试点的方法进行测试，用户可以根据实际工作中的需要和国标中规定的办法自己设定测试点，测试点可以在3In到15In之间任意设置，也可以设置多点。
系统的软件分为DSP系统软件和触摸屏系统软件，其中DSP系统软件流程如图2所示，在测试过程中测试人员可以随时改变设定电流及设定时间。测试完后，可以保存数据也可以将数据转存在U盘上，在电脑上进行处理。
4.系统测试数据
根据该系统的设计方案设计出来的产品主要参数如下：工作电源为交流220V，50HZ，电流测试范围为0-500A， 通过与标准直流钳形表比较该系统的精度如表1所示
显示值与实际值的误差最大在5%，时间的分辨率为1ms，体积45cmX32cmx30cm，重量大概15KG.
参考文献
《变电站直流系统断路器通断特性测定仪的意义与应用》 王浩 单小勇 袁田
《直流断路器安秒特性装置的研制》陈瑞林 陈欣 李涛 杜晓平
《DSP应用技术》 赵明忠