CN101339221A - 高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压直流输电换流阀用电抗器的性能测试装置，特别涉及一种高压直流输电换流阀用电抗器伏－秒特性测试装置。它包括直流充电电源，串接在直流充电电源正负极之间的可控放电间隙，第一电阻，第一电压传感器，电流传感器，依次串联在直流充电电源正负极之间的电容器组、第二电阻；所述第一电阻、试品电抗器和电流传感器组成串联电路，该串联电路与第二电阻并联，第一电压传感器测量试品电抗器的电压。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电换流阀用电抗器的性能测试装置，特别涉及一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置。
背景技术
高压直流输电换流阀用电抗器，主要是限制换流阀受到各种瞬态冲击电压、浪涌电流作用时的电压、电流，保护换流阀的安全，而换流阀用电抗器自身的瞬态电压特性，对换流阀的安全起着决定作用，因此测试换流阀用电抗器的瞬态电压特性即伏-秒特性尤为重要。换流阀用电抗器的伏-秒特性是其在瞬态冲击作用下的工作电压状态。目前，电抗器的常规试验，一般包括测量电抗器在额定频率下的电感量以及额定电压下的绝缘耐受能力，对换流阀用电抗器的伏-秒特性没有相关的测试装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，它能够测试高压直流输电换流阀用电抗器在瞬态冲击电压、浪涌电流作用时的伏-秒特性，为高压直流输电换流阀与相应电抗器的匹配提供设计依据。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，包括直流充电电源，串接在直流充电电源正负极之间的可控放电间隙，第一电阻，第一电压传感器，电流传感器，依次串联在直流充电电源正负极之间的电容器组、第二电阻；所述第一电阻、试品电抗器和电流传感器组成串联电路，该串联电路与第二电阻并联，第一电压传感器测量试品电抗器的电压。
本发明还具有以下特点：
直流充电电源正负极间跨接有第一接地开关。
所述直流充电电源正负极间跨接有第二电压传感器。
所述直流充电电源由调压器、试验变压器、限流电阻和高压硅堆组成，所述调压器的一次端与电网连接，其二次端与所述试验变压器的一次端连接，所述试验变压器的二次端经限流电阻和高压硅堆整流输出电流；其进一步改进在于，所述试验变压器的二次端跨接有第二接地开关。
所述可控放电间隙为可控放电球隙；所述可控放电球隙包括：球面对峙并有间隙的触发半球和放电半球，触发半球的中心有一通孔，通孔中心设置有一个点火探针，点火探针与触发半球放电，控制两半球放电；所述放电半球与直流充电电源正极连接，触发半球与直流充电电源负极连接，所述点火探针由点火电路控制。所述点火电路包括点火电源，点火线圈，电子开关，以及依次串接在点火电源正负极之间的高压二极管、点火电容器、点火电阻；所述高压二级管的电流流出点火电源正极；所述电子开关的一端连接高压二极管和点火电容器的共同节点，另一端与点火电源负极连接；所述点火线圈的初级线圈与点火电阻并联，其次级线圈的一端与点火探针相连，另一端与点火电源负极连接。
本发明采用了脉冲电容器，电感小，而且多台电容器并联，使电容器组的电感减小，从而减小了测试回路的电感对试品电抗器电感测量的影响。本发明采用了可控放电球隙，可控放电球隙具有一般的开关特性，且开关时间较小，可以连续上千次重复使用，开关性能比较稳定，能够连续工作，同时能够承受较高的电压和较大的电流，使整个电路在测量过程中稳定可靠工作，提高了测量回路的可靠性和稳定性，减小多次试验参数的分散性。本发明采用了电压瞬态传感器、电流瞬态传感器，响应时间短，响应速度快，使采集的试验数据及波形真实反映特性变化。
附图说明
图1为本发明的主回路原理示意图；
图2为放电球隙电路原理图。
具体实施方式
参照图1，本发明的主回路，包括：直流充电电源U1、试验回路和测量回路。
(1)直流充电电源U1：直流充电电源U1由调压器TB、试验变压器B、限流电阻Rx和高压硅堆D组成，所述调压器TB的一次端与电网连接，其二次端与所述试验变压器B的一次端连接，所述试验变压器B的二次端经限流电阻Rx和高压硅堆整D输出电流。直流充电电源U1向试验回路提供足够容量的冲击能量。
直流充电电源U1正负极间跨接有第一接地开关。在设备故障状态下及设备停止运行时，对电容器组、直流充电电源U1接地放电，确保试验人员的安全。
试验变压器B的二次端跨接有第二接地开关。在设备故障状态下及设备停止运行时，对试验变压器进行放电，确保试验人员的安全。
(2)试验回路：在直流充电电源正负极之间，依次串联电容器组C、第一电阻R1、试品电抗器L、电流传感器，在直流充电电源U1正负极之间跨接可控放电间隙G，在电容器组C和第一电阻R1公共节点和直流充电电源U1负极之间跨接第二电阻R2。可控放电间隙G采用可控放电球隙。
(3)测量回路：包括用于测量试品电抗器L电压的第一电压传感器FV1，用于测量试品电抗器L电流的电流传感器FA，用于测量直流充电电源电压的第二电压传感器FV2。第一电压传感器FV1跨接在第一电阻R1和试品电抗器L公共节点和直流充电电源负极之间的，第二电压传感器FV2跨接在直流充电电源正负极之间。
上述第一电压传感器FV1、电流传感器FA均采用瞬态传感器，第一电压传感器FV1采用江苏雷宇高电压设备有限公司生产的高灵敏度的陡波分压器DDF-400，采集被试电抗器L的瞬态电压参数及波形；电流传感器FA采用英国ROCOIL公司生产的高精度、高灵敏度的电流传感器--罗格夫斯基线圈SX-150，采集被试电抗器的瞬态电流参数及波形。第二电压传感器FV2跨接在直流充电电源正负极之间，采用四川西南电工设备有限责任公司生产的直流分压器TDF120-300/150，测量电容器组C的电压。
试验时，连接到直流充电电源输出端U1的电容器组C，一路通过第一电阻R1、试品电抗器L、电流传感器FA组成串联电路，另一路通过第二电阻R2，对电容器组C进行充电；通过第二电压传感器FV2检测电容器组C的电压，达到试验值时，充电完成，切断直流充电电源U1的电源。当可控放电球隙G接到触发信号时，电容器组C储存的电能通过可控放电球隙G，一路通过第一电阻R1、试品电抗器L、电流传感器FA组成串联电路，另一路通过第二电阻R2，对电容器组C进行放电，同时采集记录第一电压传感器FV1的电压、电流传感器FA的电流参数及波形来测量试品电抗器L的伏-秒特性。
参照图2，为放电球隙工作原理图。可控放电球隙包括：球面对峙并有间隙的两个半球，两半球分别与直流充电电源U1正负极连接，与直流充电电源U1负极连接的为触发半球，触发半球的中心有一通孔，通孔中心设置有一个点火探针，点火探针与触发半球放电，控制两半球放电。
点火探针由点火电路控制。所述点火电路包括点火电源U0，点火线圈SB，电子开关DK，以及依次串接在点火电源U0正负极之间的高压二极管D0、点火电容器C0、点火电阻R0；所述高压二级管D0的电流流出点火电源U0正极；所述电子开关DK的一端连接高压二极管D0和点火电容器C0的共同节点，另一端与点火电源U0负极连接；所述点火线圈U0的初级线圈与点火电阻R0并联，其次级线圈的一端与点火探针相连，另一端与点火电源U0负极连接。
放电球隙工作原理为：设备启动，点火电源U0经过高压二极管D。整流，通过点火电容器C0、电阻R0、点火线圈SB的初级线圈给点火电容器C0充电，处于热备状态；当电子开关DK接到触发控制信号时，电子开关DK迅速闭合接通，使点火电容器C0通过电子开关DK、点火线圈SB的初级线圈迅速放电，同时在点火线圈SB的次级线圈产生很高的脉冲电压，峰值15kV左右，施加到放电球隙G的点火探针，在放电球隙G的点火探针与触发半球产生局部放电，使整个放电球隙的电场遭到破坏，放电球隙G迅速放电。
放电球隙G具有一般的开关特性，能够接通电路和断开电路，开关时间较小，可以连续上千次重复使用，开关性能比较稳定，能够连续工作，同时能够承受较高的电压和较大的电流，使整个电路稳定可靠工作。
本发明的测试过程：首先将试品电抗器按照图1连接，检查装置接地良好后，打开第一、第二接地开关K1、K2，依次开启直流充电电源U1、点火电源，各回路进行充电，充电完毕。触发电子开关DK接到控制信号，迅速闭合，点火电容器C0迅速放电，点火线圈SB的次级线圈产生很高的脉冲电压，施加到放电球隙G的点火探针，放电球隙G迅速放电；试品电抗器L电压电流急剧变化，电流传感器、第一电压传感器输出测量数据，根据上述数据，绘制试品电抗器L的伏-秒特性曲线。试验完毕，按合上第一接地开关K1、第二接地开关K2释放残余电量。
直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性试验装置，对电抗器在瞬态电压作用下的特性可进行准确测量和记录、以供分析和研究；同时对电抗器的内部绝缘也可进行了考核。选取适当伏-秒特性阀用电抗器，能够有效地保护换流阀的运行安全，提高直流输电运行的安全性和可靠性，节省运行成本，提高直流输电运行效率。该装置实现了对换流阀用电抗器的动态特性进行量化考核，为研发性能更好的换流阀用电抗器提供了一种有效、安全的试验装备。
Claims (7)
1、一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，包括直流充电电源，串接在直流充电电源正负极之间的可控放电间隙，第一电阻，第一电压传感器，电流传感器，依次串联在直流充电电源正负极之间的电容器组、第二电阻；所述第一电阻、试品电抗器和电流传感器组成串联电路，该串联电路与第二电阻并联，第一电压传感器测量试品电抗器的电压。
2、根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，所述直流充电电源正负极间跨接有第一接地开关。
3、根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，所述直流充电电源正负极间跨接有第二电压传感器。
4、根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，所述直流充电电源由调压器、试验变压器、限流电阻和高压硅堆组成，所述调压器的一次端与电网连接，其二次端与所述试验变压器的一次端连接，所述试验变压器的二次端经限流电阻和高压硅堆整流输出电流。
5、根据权利要求4所述的一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，所述试验变压器的二次端跨接有第二接地开关。
6、根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，所述可控放电间隙为可控放电球隙；所述可控放电球隙包括：球面对峙并有间隙的触发半球和放电半球，触发半球的中心有一通孔，通孔中心设置有一个点火探针，点火探针与触发半球放电，控制两半球放电；所述放电半球与直流充电电源正极连接，触发半球与直流充电电源负极连接，所述点火探针由点火电路控制。
7、根据权利要求6所述的一种高压直流输电换流阀用电抗器伏-秒特性测试装置，其特征在于，所述点火电路包括点火电源，点火线圈，电子开关，以及依次串接在点火电源正负极之间的高压二极管、点火电容器、点火电阻；所述高压二级管的电流流出点火电源正极；所述电子开关的一端连接高压二极管和点火电容器的共同节点，另一端与点火电源负极连接；所述点火线圈的初级线圈与点火电阻并联，其次级线圈的一端与点火探针相连，另一端与点火电源负极连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Xi'an Xidian Power System Co., Ltd. Assignor: China XD Electronic Corporation Contract record no.: 2011610000067 Denomination of invention: Test device for reactor volt-second characteristic of high voltage direct current transmission valve Granted publication date: 20100623 License type: Exclusive License Open date: 20090107 Record date: 20110704 |