过载保护是双向交流电源可靠性设计的核心环节，用于防止因负载异常或控制失效导致的器件损坏与安全事故。测试需模拟多种过载工况，验证保护机制的响应速度、动作准确性及恢复特性。
测试分类与方法
稳态过载测试逐步增加负载至额定功率的 110%-150%，监测电源输出特性与保护动作。例如，某 30kW 电源在 120% 过载时，应能持续运行 1 分钟(符合 GB/T 34120-2017《储能变流器技术规范》)，期间输出电压波动≤±5%，频率偏差≤±0.5Hz。若超过设定时间，需通过过流保护(OCP)或过热保护(OTP)切断输出，动作时间应<500ms。
瞬态过载测试通过突加负载(如从 50% 至 150% 阶跃)模拟电机启动等冲击性工况，测试保护系统的动态响应。典型指标要求：过载峰值持续时间<200ms 时，电源应能维持输出且不触发保护;若持续时间超过 500ms，则需可靠动作。实验中使用示波器监测电流波形，某电源在 150% 瞬态过载时，电流上升率达 50A/ms，保护电路在 320ms 时切断输出，符合设计预期。
过载恢复测试触发保护后，需验证电源在故障排除后的重启特性。测试步骤包括：过载触发保护→断开负载→等待冷却(若涉及过热保护)→重新合闸。理想状态下，电源应能在无故障条件下正常重启，且保护阈值保持不变。某案例显示，电源在 130% 过载保护后，冷却 30 分钟重启，其过流阈值偏差<±3%，表明保护系统具有良好的稳定性。
关键技术与设计要点
多重保护机制：采用 “硬件快速响应 + 软件逻辑判断” 的双重保护架构。硬件层面通过电流互感器(CT)与比较器实现 μs 级过流检测，软件层面通过 DSP/MCU 进行数字滤波与延时判断，避免误动作。例如，设置 50μs 硬件锁存信号，配合 20ms 软件确认时间，可有效区分浪涌电流与真实过载。
热设计协同：过载时功率器件(如 IGBT)温升显著，需通过热仿真(如 ANSYS Icepak)优化散热结构。某电源在 120% 过载下连续运行 30 分钟，IGBT 结温从 80℃升至 125℃(低于安全阈值 150℃)，表明散热设计满足过载需求。
失效模式分析(FMEA)：针对过载保护可能出现的误触发(如 CT 漂移)、拒动作(如驱动电路故障)等失效模式，需通过故障注入测试(如人为模拟 CT 信号异常)验证冗余设计有效性。测试显示，当主 CT 失效时，冗余 CT 可在 100μs 内接管检测功能，确保保护系统可靠性。
行业标准与典型应用
GB/T 17626.5-2008《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验》要求电源在过载时不应发生起火、爆炸等危险。在储能系统中，双向电源的过载保护能力直接影响系统安全性：某锂电池储能电站的双向变流器通过 150% 过载测试，成功抵御了并联电池组短路引发的冲击电流，避免了大规模设备损坏。而在微电网场景中，过载保护功能可保障电源在分布式电源突然退出时，不致因负载突增而崩溃，提升系统鲁棒性。
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