CN102129033A - 一种用于直流开关试验的试验回路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于直流开关试验的试验回路，包括电流源以及与电流源连接的试验电路部分，所述电流源由低频振荡回路、合闸开关、避雷器和保护球组成，所述低频振荡回路的输出端与合闸开关和避雷器连接成回路，所述保护球一端通过合闸开关接在低频振荡回路输出端的高电位上，保护球的另一端接低频振荡回路输出端的低电位；所述试验电路部分由直接试验回路和合成试验回路组成。本发明提出了直流开关的试验回路，即用两个试验回路联合对待测直流开关开断性能进行考核。直接试验考核直流开关的电弧同辅助回路的相互作用的能力；较高的di/dt下的熄弧能力。合成试验考核直流开关开断电流后承受恢复电压的能力。
Description
技术领域
本发明属于直流输电用高压直流开关试验技术领域，涉及一种直流开关开断性能检测的试验回路，尤其是一种应用于直流开关开断或转换直流电流试验的试验回路。
背景技术
直流断路器是特高压直流输电工程换流站的重要设备之一，其主要作用是改变直流系统的运行方式，或清除直流侧出现的故障，即当系统出现故障时，用直流开关开断或转换直流电流。为了证明直流开关具有该能力，在实验室用试验来验证其开断性能。
直流开关开断性能检测的试验回路是模拟直流开关在系统中实际运行工况的回路，试验电流可以由电网或发电机经整流而得到，由于直流开关开断电流后要承受高电压，直流电源的电压必须达到要求的电压值，因此要建成这样的试验回路，投资是非常大的。
实验室一般不会采用这种方法搭建试验回路，而是用等价性较高的替代试验回路进行试验。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于直流开关试验的试验回路，该实验回路采用等价替代的方式，有效替代现有投资巨大的试验回路，使试验成本明显降低。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
该种用于直流开关试验的试验回路，包括电流源以及与电流源连接的试验电路部分，所述电流源由低频振荡回路、合闸开关、避雷器和保护球组成，所述低频振荡回路的输出端与合闸开关和避雷器连接成回路，所述保护球一端通过合闸开关接在低频振荡回路输出端的高电位上，保护球的另一端接低频振荡回路输出端的低电位；所述试验电路部分由直接试验回路和合成试验回路组成。
上述直接试验回路包括第一、二、三磁位计、电感、第一、二辅助开关、弧压测量装置和电压测量装置，所述辅助开关、待测直流开关、第一、二、三磁位计、电感依次连接成回路，所述第二磁位计的低电位接地；所述待测直流开关和第一磁位计的串连电路上并联有弧压测量装置和待测设备的辅助回路；所述电压测量装置一端连接在待测直流开关的高电位端，另一端接地；所述第二磁位计的低电位端与电流源输出端的低电位连接，所述待测直流开关的高电位端与电流源输出端的高电位连接。
上述弧压测量装置是阻容分压器组。
上述电压测量装置是阻容分压器。
上述合成试验回路包括电压源，第三、四辅助开关，第四、五磁位计；所述电压源的输出端并联有待测直流开关和第四磁位计的串联电路，所述第四磁位计的低电位接地；所述第三、四辅助开关和第五磁位计串联后与直流开关和第四磁位计的串联电路并联；所述第三、四辅助开关之间连接至电流源输出的高电位端，所述第五磁位计连接至电流源输出端的低电位上。
上述电压源包括有依次串联成回路的电容器、调频电容、调频电阻、电抗器和点火球，所述调频电阻和电抗器之间还连接有阻容分压器的一端，所述阻容分压器另一端接地；所述调频电容和调频电阻的串联电路两端为电压源输出端。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提出了直流开关的试验回路，即用两个试验回路联合对待测直流开关开断性能进行考核。直接试验考核直流开关的电弧同辅助回路的相互作用的能力；较高的di/dt下的熄弧能力。合成试验考核直流开关开断电流后承受恢复电压的能力。
(2)本发明试验回路测量的参数有试验电流、试验电压、电弧电压、开断点和刚分点电流、燃弧时间、峰值电流；能够较全面的试验待测直流开关的各项性能参数。
(3)本发明用低频振荡回路代替直流电源，有效的节约了实验室投资。
附图说明
图1为本发明的总体结构框图；
图2为本发明中电流源和直接试验回路接线原理图；
图3为本发明中电流源和合成试验回路接线原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明的用于直流开关试验的试验回路包括电流源以及与电流源连接的试验电路部分，其中试验电路部分又包含直接试验回路和合成试验回路。以下分别针对直接试验回路和合成试验回路对本发明做进一步说明：
如图2所示：直接试验回路包括第一、二、三磁位计CT1、CT2、CT3、电感Lc，第一、二辅助开关FK1、FK2，弧压测量装置和电压测量装置，所述辅助开关FK2、待测直流开关SP、第一、二、三磁位计CT1、CT2、CT3、电感Lc依次连接成回路。第二磁位计CT2的低电位接地。待测直流开关SP和第一磁位计CT1的串连电路上并联有弧压测量装置和待测设备的辅助回路。电压测量装置一端连接在待测直流开关SP的高电位端，另一端接地。第二磁位计CT2的低电位端与电流源输出端的低电位连接，待测直流开关SP的高电位端与电流源输出端的高电位连接。本发明的直流试验回路中，弧压测量装置采用阻容分压器组实现。电压测量装置采用阻容分压器实现。
如图3所示：本发明的合成试验回路包括电压源，第三、四辅助开关FK3、FK4以及第四、五磁位计CT4、CT5。电压源的输出端并联有待测直流开关SP和第四磁位计CT4的串联电路，第四磁位计CT4的低电位接地。第三、四辅助开关FK3、FK4和第五磁位计CT5串联后与直流开关SP和第四磁位计CT4的串联电路并联。第三、四辅助开关FK3、FK4之间连接至电流源输出的高电位端，第五磁位计CT5连接至电流源输出端的低电位上。电压源包括有依次串联成回路的电容器C、调频电容C0、调频电阻R0、电抗器L和点火球DQ2，调频电阻R0和电抗器L之间还连接有阻容分压器U的一端，阻容分压器U另一端接地。调频电容C0和调频电阻R0的串联电路两端为电压源输出端。
本发明中低频振荡回路经第一辅助开关FK1输出到待测直流开关SP和与之并联的第二辅助开关FK2与电抗器串联支路，该支路是直流开关保护回路，防止直流开关开不断电流，造成直流开关过度烧损或损坏。避雷器P和球隙(即保护球DQ1)为保护设备，防止过电压损坏试验设备。图2中，I4是测量试验电流，I3是测量直流开关辅助支路电流，I2是测量保护回路电流，U1是测量直流开关恢复电压，U2是测量电弧电压。
在本发明的合成试验回路中，电流源提供试验电流，电压源提供恢复电压，合成试验仅对直流断路器的主断口进行合成试验，不带辅助振荡回路。各开关和各回路动作时序：
1)初始状态：电压回路主电容预先充电；第四辅助开关FK4处于分闸状态，第三辅助开关FK3、待测直流开关SP处于合闸状态。
2)试验电流I1’达到额定值时分待测直流开关SP开关。
3)在待测直流开关SP开关断口几乎分到位时(根据直接试验确定)，合第四辅助开关FK4、分第三辅助开关FK3，同时触发火花间隙(即点火球DQ2)，使待测直流开关SP上的电流降低到零，待测直流开关SP开断，恢复电压加到待测直流开关SP上。
Claims (6)
1.一种用于直流开关试验的试验回路，包括电流源以及与电流源连接的试验电路部分，其特征在于：所述电流源由低频振荡回路、合闸开关(HK)、避雷器(P)和保护球(DQ1)组成，所述低频振荡回路的输出端与合闸开关(HK)和避雷器(P)连接成回路，所述保护球(DQ1)一端通过合闸开关(HK)接在低频振荡回路输出端的高电位上，保护球(FK2)的另一端接低频振荡回路输出端的低电位；所述试验电路部分由直接试验回路和合成试验回路组成。
2.根据权利要求1所述的用于直流开关试验的试验回路，其特征在于：所述直接试验回路包括第一、二、三磁位计(CT1、CT2、CT3)、电感(Lc)、第一、二辅助开关(FK1、FK2)、弧压测量装置和电压测量装置，所述辅助开关(FK2)、待测直流开关(SP)、第一、二、三磁位计(CT1、CT2、CT3)、电感(Lc)依次连接成回路，所述第二磁位计(CT2)的低电位接地；所述待测直流开关(SP)和第一磁位计(CT1)的串连电路上并联有弧压测量装置和待测设备的辅助回路；所述电压测量装置一端连接在待测直流开关(SP)的高电位端，另一端接地；所述第二磁位计(CT2)的低电位端与电流源输出端的低电位连接，所述待测直流开关(SP)的高电位端与电流源输出端的高电位连接。
3.根据权利要求2所述的用于直流开关试验的试验回路，其特征在于：所述弧压测量装置是阻容分压器组。
4.根据权利要求2所述的用于直流开关试验的试验回路，其特征在于：所述电压测量装置是阻容分压器。
5.根据权利要求1所述的用于直流开关试验的试验回路，其特征在于：所述合成试验回路包括电压源，第三、四辅助开关(FK3、FK4)，第四、五磁位计(CT4、CT5)；所述电压源的输出端并联有待测直流开关(SP)和第四磁位计(CT4)的串联电路，所述第四磁位计(CT4)的低电位接地；所述第三、四辅助开关(FK3、FK4)和第五磁位计(CT5)串联后与直流开关(SP)和第四磁位计(CT4)的串联电路并联；所述第三、四辅助开关(FK3、FK4)之间连接至电流源输出的高电位端，所述第五磁位计(CT5)连接至电流源输出端的低电位上。
6.根据权利要求5所述的用于直流开关试验的试验回路，其特征在于：所述电压源包括有依次串联成回路的电容器(C)、调频电容(C0)、调频电阻(R0)、电抗器(L)和点火球(DQ2)，所述调频电阻(R0)和电抗器(L)之间还连接有阻容分压器(U)的一端，所述阻容分压器(U)另一端接地；所述调频电容(C0)和调频电阻(R0)的串联电路两端为电压源输出端。
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