CN102334039B - 高压技术设备检验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检验高压技术设备的装置,尤其是功率变压器(15)或抗流圈。根据本发明,将用于压制非对称干扰值所需的电势分离(11/1、11/2)移动到静态变频器(2)的输入端(18、19、20),也就是网端(4)。
Description
技术领域
本发明涉及高压技术设备检验装置,尤其是功率变压器或扼流圈检验装置。
背景技术
在这方面已经证明的是,在高压技术设备检验装置上,采用静态变频器替代旋转变流器是有优势的,因为其相对于旋转变流器在动态特性、磨损、重量和可利用率方面有明显的优点。其中变频器必须产生正弦、对称且畸变因数小于5%的交流电压。在检验功率变压器的绝缘系统时采用执行部分放电测试的感应电压检验。在高压绝缘区域或沿着空气段出现强烈的非均匀场分布时,可能会导致材料的击穿场强在局部被超过。在此情况下非完全的电击穿会将电极间的绝缘通过放电仅部分连接。这种部分放电首先会出现在绝缘受到交流电压负载的情况中。对于一个成功的部分放电测试而言,外部作用干扰值一定不能超过大小为100pC的部分放电基础干扰级。为了保证这一点,变频器的每个输出端被接到用作低通滤波器的正弦滤波器。
理论上静态变频器会产生脉宽调制的、矩形的带有高畸变因数的输出电压,其在此形式下并不适合于功率变压器的检验。设置在静态变频器输出端的正弦滤波器可以实现过滤交流变频器输出端的外导体之间的固有振动并以此压制由交流变频器产生的对称干扰值。尽管有额外预置的正弦滤波器,交流变频器输出端处的导线-地-电压的脉冲频率跳跃不会被压制。这些非预期的非对称干扰值会通过各种电气耦合机制一直被传递到待检验的变压器并且在那里对所希望的部分放电测试产生显著的干扰。
从公司文献8.71/3可见,自一段时间以来出现为了实现大功率变压器的现场检验而为客户提供移动式变压器检验系统的推动。此类移动式检验系统被作为预先配置好的设备安装在集装箱之内以及通过运输滑架(Transportlafette)被运送到检验场地或被测物体所在地。最后所需的检验电路的建立可在现场以较少的步骤完成。对于客户的好处是一个单一检验系统可以移动地检验多个不同地点固定安装好的大功率变压器。此类移动式检验系统相对传统的固定检验设备大幅度节约了安装时间和运行费用。相应地,对于鉴于其检验功率的带宽总是可变并可强烈地变动尺寸的移动式检验设备的需求也很大。但根据检验功率的尺寸却和移动式检验系统的总重量有着直接的关系。因为这个系统—如同已经提到的—被装在一个集装箱之内,总重量就处于德国国内实行的公路运输允许准则和法规限制之下,这不仅涉及允许的总重量,也涉及轴向负载分布。在国际范围内存在着具有基本一致极限值的类似限制。由公司文献8.71/3中已知的移动检验系统用尽了法规所允许的总重量和轴向负载分布。此型号中所装的用于降低非对称干扰值的滤波变压器具有500kVA的功率。检验功率上显著的提高不可能通过此类检验设备实现。
发明内容
因此本发明的任务是,提供一种用于检验高压技术仪器—特别是功率变压器或者扼流圈—的设备,其在可达到的检验功率上有着相对于现有技术而言显著的提高并且尽管如此仍能用作移动式变压器检验系统。
本任务可以通过根据本发明的一种用于高压技术设备、尤其是功率变压器或扼流圈的高压检验装置来解决,所述高压检验装置包括变压器和变频器,所述变频器具有多个输入端,其中,变压器与变频器的所述多个输入端连接。根据本发明规定,该高压检验装置设有与待检验变压器相连的匹配变压器和设有滤波装置,所述滤波装置具有相互连接为星形连接的滤波电容,所述星形连接的星形汇接点接地,并且所述滤波装置具有多个输出端;其中,在变压器中在初级侧和次级侧之间设置有接地的静电屏蔽;变频器是静态变频器并且具有多个输出端;变频器的所述多个输出端与滤波装置相连接;所述滤波装置的所述多个输出端与所述匹配变压器连接;所述变压器连接到所述静态变频器的所述多个输入端,使得所述变压器产生电网与所述滤波电容之间的电势分离并由此使得能够实现部分放电测试。
此外优选,在所述滤波装置中在所述静态变频器的各个输出端处设置串联连接的扼流圈。此外优选,所述滤波装置还具有三角连接的滤波电容。此外优选,所述静态变频器和电网侧的所述变压器与所述扼流圈及所述滤波电容一起被放置在电气柜中,从而没有非对称干扰进入检验中的所述待检验变压器。
发明的总体思路是将用于抑制非对称干扰值所需的电势分离移动至静态变频器的输入端,也就是电网侧。之前所说的通过在正弦滤波器内安装滤波变压器实现的负载端电势分离需要较大尺寸的变压器。原因是静态变频器的电网侧的部分只用于提供检验系统的有功功率。此外,静态变频器的负载端具有提供检验所需的大量无功功率的能力。因此一般静态变频器负载端比端设计的更有效能(典型:电网侧40%效能,负载侧100%效能)。所以在负载端的视在功率显著提高时必须采用相应的大型的滤波变压器。这样,鉴于道路交通允许法规所规定的总重量和轴向负载分布,检验系统就不再具有交通适应性。现在根据发明将电势分离放置在静态变频器的电网侧,那么具有相同作用的带有只须按照电网侧有功功率设计的变压器的移动检验系统就足够了。因此可以以特别简单和有效的方式来保证所允许的总重量和轴向载荷分布的适应性。
这样原来的滤波装置不由滤波变压器和相互之间星形连接并接地的滤波电容组成,而只是由更多的在静态变频器输出端串连的扼流圈和之后用于过滤外导体和地之间非对称干扰值的星形连接并接地的滤波电容组成。这种非对称干扰值的过滤只有在电网侧采用的变压器电势分离的基础上实现。其中在电网侧采用的变压器的初级侧和次级侧之间设置接地的静电屏蔽,其可以额外帮助非对称干扰值的引导。
如果将静态变频器、电网侧的变压器和具有星形连接的滤波电容的负载端正弦滤波器放置在一个电气柜中是有益的,这样没有非对称干扰值进入检验中的变压器。
根据优选的实施方案在滤波装置中,除了星形连接的滤波电容另设互相之间三角连接的过滤外导体之间的非对称干扰值的滤波电容。
通过根据发明将检验系统的变压器放置在电网侧,整个设备相对于现有技术有重量上的减少。除此之外在新检验系统中被动补偿单元也可以省去,这进一步减轻了重量。
本发明并不局限于移动式变压器检验系统。相反还可以想到的是,本发明的总体思路,即将变压器放置在输电的电网侧,也可以应用在固定式变压器检验设备上。
附图说明
下面通过附图进一步示例性地解释本发明。其中:
图1示出了一种变压器检验系统的电路图,
图2示出了根据本发明的装置的电路图,
图3示出了具有附加滤波电容的本发明的优选实施方式。
具体实施方式
图1示出了一个用于检验高压技术仪器的装置的电路图。其中静态变频器2由电网4提供交流电压,交流电压首先到达直流整流器10。另外变频器2具有第一输出端21,第二输出端22和第三输出端23。静态变频器2是具有数字调控的电压链路变频器。静态变频器2的每一个输出端21、22和23通向滤波装置6,尤其是通向滤波变压器11的初级侧11/1。滤波变压器11包含初级侧11/1和次级侧11/2。滤波变压器11的次级侧11/2和连接成星形连接13的滤波电容C1、C2、C3连接。星形连接所形成的星形汇接点在它那一侧又和地16相连接。滤波变压器11在变频器每个输出端21至23和星形连接的电容C1至C3之间制造了电势分离。
另外滤波变压器11的初级侧11/1和次级侧11/2之间设置了一个接地的静电屏蔽17。由滤波变压器11和星形连接的滤波电容C1至C3组成的滤波装置6,通过第一输出端31、第二输出端32和第三输出端33和匹配变压器8相连,其又和待测试的变压器15相连。
如图2所示,现在通过将一直设置在负载端的滤波变压器11根据本发明放置在电网4的一端,其拥有的优点不仅涉及到整个测试系统单个部分的重量,同时试验设备也展示了:通过采用根据本发明的测试系统可以实现压制由静态变频器所产生的部分放电干扰。
不同于图1,在图2中变压器11的次级侧11/2现在和静态变频器2的输入端18、19和20相连接。这样变压器11的初级侧11/1由电网4供给交流电压。在初级侧11/1和次级侧11/2之间还设置静电屏蔽17,它附加地帮助引导非对称干扰值。变压器11还保证了对于干扰较少的局部放电测试所需的电势分离。变压器11的次级侧11/2流入—如之前所述—静态变频器2的输入端18、19和20,该静态变频器提供了需要的输出电压和所需的不同测试频率。变频器2的输出端21、22和23中的每一个在滤波装置6中和扼流圈24、25和26相连然后它们又和相互之间星形连接并接地的滤波电容C1、C2和C3相连。滤波装置6的输出端31、32和33在其一侧和匹配变压器8相连,匹配变压器在它那一侧又和待检验的高压技术设备—在本情况下是功率变压器15—相连接。
图3中在滤波仪器6中设置额外的相互三角连接的滤波电容40、41和42,它们用于过滤外导体间的涉及对称干扰值的过滤。
Claims (6)
1.一种高压技术设备的高压检验装置,所述高压检验装置包括:
变压器(11),和
变频器(2),所述变频器具有多个输入端(18、19、20),其中,
变压器(11)与变频器(2)的所述多个输入端(18、19、20)连接,其特征在于,
设有与待检验变压器(15)相连的匹配变压器(8)和设有滤波装置(6),
所述滤波装置(6)具有相互连接为星形连接的滤波电容(C1、C2、C3),所述星形连接的星形汇接点(13)接地,并且所述滤波装置(6)具有多个输出端(31、32、33);其中,
在变压器(11)中在初级侧(111)和次级侧(112)之间设置有接地的静电屏蔽(17);
变频器(2)是静态变频器(2)并且具有多个输出端(21、22、23);
变频器(2)的所述多个输出端(21、22、23)与滤波装置(6)相连接;
所述滤波装置(6)的所述多个输出端(31、32、33)与所述匹配变压器(8)连接;
所述变压器(11)连接到所述静态变频器(2)的所述多个输入端(18、19、20),使得所述变压器(11)产生电网(4)与所述滤波电容(C1、C2、C3)之间的电势分离并由此使得能够实现部分放电测试。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,在所述滤波装置(6)中,在所述静态变频器(2)的各个输出端(21、22、23)处设置串联连接的扼流圈(24、25、26)。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述滤波装置(6)还具有三角连接的滤波电容(40、41、42)。
4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述滤波装置(6)还具有三角连接的滤波电容(40、41、42)。
5.如权利要求2或4所述的装置,其特征在于,所述静态变频器(2)和电网侧的所述变压器(11)与所述扼流圈(24、25、26)及所述滤波电容(C1,C2,C3)一起被放置在电气柜中,从而没有非对称干扰进入检验中的所述待检验变压器(15)。
6.如权利要求1至4之一所述的装置,其特征在于,该装置是用于功率变压器或扼流圈的高压检验装置。
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