CN101718811A - 一种电抗器电压时间面积测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种直流换流阀饱和电抗器电压时间面积测试装置。它包括试验装置和测量装置。试验装置包括调压器，并接在调压器二次侧之间的试验变压器，以及串联在变压器二次侧的试品电抗器。测量装置包括录波仪，其电压探头测量试品电抗器两端的电压，电流钳探头测量试品电抗器上流过的电流，测量得到的电压和电流波形存储于录波仪中。根据电压和电流的波形，可以获得饱和电抗器的伏秒值。本发明采用常见的试验设备进行测量，成本低，操作简单，没有高电压，回路简单，可重复性强，测量装置可靠稳定。本发明采用录波仪，低压电压探头、大电流钳探头，由于是在工频下进行测量，录波仪和电压电流探头非常容易满足测量要求，而且采集的试验数据及波形能够真实反应特性变化。

Description

一种电抗器电压时间面积测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及电力系统电抗器测试领域，尤其涉及一种直流换流阀饱和电抗器电压时间面积测试装置及其测试方法。

背景技术

高压直流输电换流阀用电抗器，主要是限制换流阀开通时的巨大的di/dt，暂态冲击下巨大的du/dt从而保护换流阀晶闸管，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电压时间面积特性尤为重要。

目前，对于电压时间面积特性的测试现有技术中的技术方案是(发明公开号CN101339221A)：采用冲击装置接电抗器负载测试其电压电流来得到其伏秒特性。对于电抗器而言更重要的是，电压时间面积是电抗器固有的参数，并不一定必须要在冲击情况下进行测量；而且采用冲击装置进行该试验时的高电压和大电流会带来对试验能力和试验人员的过高要求，以及试验存在的危险性、复杂性以及成本都会随之增加。

发明内容

本发明是一种直流输电换流阀用电抗器的性能测试装置及其测试方法，特别涉及一种直流换流阀饱和电抗器电压时间面积测试装置及其测试方法。它包括试验装置和测量装置。试验装置包括调压器，并接在调压器二次侧之间的试验变压器，以及串联在变压器二次侧的试品电抗器。测量装置包括录波仪，其电压探头测量试品电抗器两端的电压，电流钳探头测量试品电抗器上流过的电流，测量得到的电压和电流波形存储于录波仪中。根据电压和电流的波形，可以获得饱和电抗器的伏秒值。

电压时间面积是磁性器件的一个重要参数，尤其是对于有铁心的磁性器件而言。电压时间面积为∫udt＝Δψ，其单位为伏秒，故又被称为伏秒数；而其等同的单位为韦伯，故等同于器件所能够承受的磁链变化值。对于饱和电抗器而言，由于铁心具有饱和特性，即激励电流大到一定程度后，电抗器提供的磁链数就不再线性增长，而是增长非常缓慢，进入到饱和状态直至铁心全饱和。而电抗器伏秒数的大小对其在换流阀系统中所起的各种作用有着重要的关系，因此必须要选择合适伏秒数的饱和电抗器。对于饱和电抗器产品来说，也必须对伏秒数特性进行有效测试。本发明提供试验装置和测量装置来获得试品电抗器的伏秒数。

具体来说，本发明的技术方案是：

本发明提出了一种直流换流阀饱和电抗器电压时间面积测试装置，包括试验装置和测量装置；

所述试验装置包括调压器、并接在调压器二次侧之间的试验变压器、以及串联在试验变压器二次侧的试品电抗器L；所述调压器的一次端与电网连接，所述调压器的二次端与所述试验变压器的一次侧连接，试验变压器的二次端与试品电抗器L连接，形成回路；

所述测量装置包括录波仪，所述录波仪的电压探头测量试品电抗器两端的电压，所述录波仪的电流钳探头测量试品电抗器L上流过的电流，测量得到的电压和电流波形存储于所述录波仪中，根据所述录波仪中的电压和电流的波形，就可以获得饱和电抗器的伏秒值。

其中，所述电流钳探头卡住电流的时候是接在在电抗器L和试验变压器接地点之间的连接线上。

其中，所述调压器和试验变压器均具有安全接地点。

其中，所述录波仪采用低压电压探头和/或大电流钳探头，在工作频率的状态下进行测量。

本发明还涉及一种使用上述装置的测量直流换流阀饱和电抗器电压时间面积的方法，包括以下步骤：

(1)检查装置接地良好后，缓慢调节调压器的旋钮，增大调压器输出的电压，测量试品电抗器L的电流波形和电压波形；

(2)当调压器输出的电压低时，试品电抗器L的电流波形和电压波形均为正弦，验证其正确性；

(3)继续增大调压器的输出，直至试品电抗器L的电流波形呈现尖顶波的波形时，缓慢增大调压器的输出，使得电流波形的尖顶波峰值继续增大，直至该峰值和换流阀额定直流电流数值在一定偏差范围内时，停止增大调压器的输出电压。

(4)记录并存储试品电抗器L的电流波形和电压波形，至少一个周波，然后根据电压和电流的波形，获得饱和电抗器的伏秒值。

其中，所述一定的偏差范围是8％-20％。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的方法采用常见的试验设备进行测量，成本低，操作简单，没有高电压，回路简单，可重复性强，测量装置具有可靠稳定的优点；

2、能够满足本发明的方法测量要求的电压和电流探头非常普及。

附图说明

图1是本发明的测试装置的结构原理示意图；

其中，1-调压器，2-试验变压器，3-电压探头，4-电流钳探头，5-录波仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的电抗器电压时间面积测试装置做进一步详细的说明。

本例以直流换流阀用饱和电抗器为例，如图1所示，所述的测试装置包括试验装置和录波仪5，所述试验装置包括调压器1和试验变压器2，所述调压器1的一次侧与电网连接、其二次侧与试验变压器2的一次侧并联连接，试验变压器2的二次侧并联连接一试品电抗器L，所述调压器1和试验变压器2均设置有一安全接地点。所述录波仪5通过电压探头3和电流钳探头4来测量试品电抗器L电压和电流，所述电压探头3连接在试品电抗器L的两端并测量试品电抗器L两端的电压，然后将所测得电压存储于录波仪5中；所述电流钳探头4连接在试品电抗器L与试验变压器2安全接地点之间的连接线上并测量试品电抗器L上流过的电流，然后将所测得电流波形存储于录波仪中，根据电压和电流的波形便可获得该试品电抗器的伏秒值。

本发明采用常见的试验设备进行测量，成本低，操作简单，没有高电压，回路简单，可重复性强，测量装置可靠稳定。本发明采用录波仪，低压电压探头、大电流钳探头，由于是在工频下进行测量，录波仪和电压电流探头非常容易满足测量要求，而且采集的试验数据及波形能够真实反应特性变化。

本发明的试验装置、测量装置为：

(1)试验装置

试验装置由调压器1、试验变压器2组成。所述的调压器1的一次端与电网连接，其二次端与所述的试验变压器2的一次侧连接。试验变压器2的二次端与试品电抗器L连接，形成回路。调压器1和试验变压器2均有安全接地点。

(2)测量装置

测量装置包括录波仪，其电压探头采用低压探头1，测量试品电抗器L两端的电压波形，并存储在录波仪5中；电流探头1采用电流钳探头，测量流过试品电抗器L的电流波形，并存储在录波仪中。电流钳探头卡住电流的时候是接在在电抗器L和试验变压器2接地点之间的连接线上。

本发明的测试过程：首先将试品电抗器L按照图1连接。检查装置接地良好后，缓慢调节调压器1旋钮，增大调压器1输出的电压，测量试品电抗器L的电流波形和电压波形；当调压器输出电压低时，试品电抗器的电流波形和电压波形均为正弦，验证其正确性。继续增大调压器1输出，直至试品电抗器的电流波形呈现尖顶波的波形时，缓慢增大调压器输出，使得电流波形的尖顶波峰值继续增大，直至该峰值和换流阀额定直流电流同量级在一定偏差范围内时停止增大调压器的输出电压。录波仪5通过电压探头3和电流钳探头4记录并存储试品电抗器的电流波形和电压波形，至少一个周波。然后根据电压和电流的波形，可以获得饱和电抗器的伏秒值。在整个测试过程中试验变压器2用于对试品电抗器提供电源。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (6)

1.一种直流换流阀饱和电抗器电压时间面积测试装置，包括试验装置和测量装置；

所述试验装置包括调压器1、并接在调压器1二次侧之间的试验变压器2、以及串联在试验变压器2二次侧的试品电抗器L；所述调压器1的一次端与电网连接，所述调压器1的二次端与所述试验变压器2的一次侧连接，试验变压器2的二次端与试品电抗器L连接，形成回路；

所述测量装置包括录波仪5，所述录波仪的电压探头3测量试品电抗器两端的电压，所述录波仪的电流钳探头4测量试品电抗器L上流过的电流，测量得到的电压和电流波形存储于所述录波仪中，根据所述录波仪中的电压和电流的波形，就可以获得饱和电抗器的伏秒值。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述电流钳探头4卡住电流的时候是接在在电抗器L和试验变压器2接地点之间的连接线上。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述调压器1和试验变压器2均具有安全接地点。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述录波仪采用低压电压探头和/或大电流钳探头，在工作频率的状态下进行测量。

5.一种使用权利要求1-4的装置的测量直流换流阀饱和电抗器电压时间面积的方法，包括以下步骤：

(1)检查装置接地良好后，缓慢调节调压器1的旋钮，增大调压器输出的电压，测量试品电抗器L的电流波形和电压波形；

(2)当调压器1输出的电压低时，试品电抗器L的电流波形和电压波形均为正弦，验证其正确性；

(3)继续增大调压器1的输出，直至试品电抗器L的电流波形呈现尖顶波的波形时，缓慢增大调压器1的输出，使得电流波形的尖顶波峰值继续增大，直至该峰值和换流阀额定直流电流数值在一定偏差范围内时，停止增大调压器的输出电压。

(4)记录并存储试品电抗器L的电流波形和电压波形，至少一个周波，然后根据电压和电流的波形，获得饱和电抗器的伏秒值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述一定的偏差范围是8％-20％。