CN102946202B - 基于交直流叠加的复合电压发生装置 - Google Patents

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Abstract

基于交直流叠加的复合电压发生装置，涉及高电压与绝缘领域，它是为了解决现有交直流叠加电源不能在确保交直流叠加电压交流含量不变的情况下对其进行连续调压的问题。它是通过一号调压器同时对交流及直流侧调节输入电压，从而保证电压调节过程中交流含量不变，交流侧通过一号升压变压器产生高压交流，直流侧通过对二号升压变压器产生的高压交流进行整流产生高压直流，并通过隔直电容器将高压交流与高压直流进行耦合，进而在隔直电容器直流侧产生交直流叠加复合高压，通过在直流侧二号升压变压器前安装二号调压器实现交流含量的调节。本发明适用于施加高压交直流叠加复合电压的场合。

Description

基于交直流叠加的复合电压发生装置
技术领域
本发明涉及高电压与绝缘领域，具体涉及一种复合电压发生装置。
背景技术
随着国民经济的持续增长、对能源需求日益提高，高电压远距离输电已成为影响经济发展的战略问题。国家能源领导小组办公室将特高压电网建设列为能源工作的要点。在特高压远距离输电线路中，直流输电有着明显的优势，因此直流输电将在输电网络中起着越来越重要的地位。换流变压器是直流输电系统中至关重要的关键设备，也是交、直流输电系统联接两端换流站和逆变站的核心设备。由于运行工况的特殊性，换流变压器阀侧绕组的激励电压类型与普通电力变压器有很大差别：除承受交流电压、雷电冲击和操作过电压外，还承受直流、直流叠加交流和极性反转等电压作用。在这些电压作用下，变压器内部的电场分布与普通电力变压器相比存在很大差别。在交流电场作用下，电场分布取决于材料的介电常数，即呈容性分布；而在直流电场作用下，电场分布取决于材料的电阻率，即呈阻性分布。且直流电场会造成空间电荷积聚，导致电场畸变。因此亟需对换流变压器内绝缘在复合电场作用下的绝缘特性开展研究工作。在对换流变压器研究中所需试验电源因此与传统交流或直流电源不同。对此，曾有学者进行过交直流叠加复合电源的制造尝试，并取得了一定的成果，其采用的是固定一种电压(交流或直流)改变另一种电压(直流或交流)的方式对绝缘考核对象进行耐压试验，此种交直流叠加电源对耐压试验效果理想，但在绝缘击穿试验中需要对考核的绝缘结构在某一特定交流含量的叠加电压下进行升压，这是以往的交直流叠加电源无法实现的。
发明内容
本发明是为了解决现有交直流叠加电源不能在确保交直流叠加电压交流含量不变的情况下对其进行连续调压的问题，从而提供一种基于交直流叠加的复合电压发生装置。
基于交直流叠加的复合电压发生装置，它包括一号调压器1、一号升压变压器2、一号保护电阻3、隔直电容器4、二号保护电阻6、高压硅堆7、整流单元8、二号升压变压器9和二号调压器10；
所述一号调压器1的原边接入220V电源；所述一号调压器1副边的可调端同时与一号升压变压器2原边的一端和二号调压器10原边的一端连接；所述一号调压器1副边的一端同时与一号升压变压器2原边的另一端和二号调压器10原边的另一端连接；
所述一号升压变压器2副边的一端与一号保护电阻3的一端连接；所述一号保护电阻3的另一端与隔直电容器4的一端连接，所述隔直电容器4的另一端同时与试件5的一端和二号保护电阻6的一端连接；所述二号保护电阻6的另一端与高压硅堆7的阴极连接；所述高压硅堆7的阳极与整流单元8的输出端连接；
所述整流单元8的第一输入端与二号升压变压器9副边的一端连接；所述整流单元8的第二输入端同时与二号升压变压器9副边的另一端、试件5的另一端、电源地和一号升压变压器2副边的另一端连接；所述二号升压变压器9原边的一端与二号调压器10副边的可调端连接；所述二号升压变压器9原边的另一端与二号调压器10副边的一端连接。
整流单元8包括二号二极管D2、三号二极管D3、四号二极管D4、五号二极管D5、六号二极管D6、七号二极管D7、三号电容C3、四号电容C4、五号电容C5、六号电容C6、七号电容C7和八号电容C8；
七号二极管D7的阴极与八号电容C8的一端连接；所述七号二极管D7的阴极是整流单元8的输出端；所述七号二极管D7的阳极同时与六号二极管D6的阴极和七号电容C7的一端连接；所述六号二极管D6的阳极同时与八号电容C8的另一端、五号二极管D5的阴极和六号电容C6的一端连接；所述五号二极管D5的阳极同时与七号电容C7的另一端、四号二极管D4的阴极和五号电容C5的一端连接；所述四号二极管D4的阳极同时与六号电容C6的另一端、三号二极管D3的阴极和四号电容C4的一端连接；所述三号二极管D3的阳极同时与五号电容C5的另一端、二号二极管D2的阴极与三号电容C3的一端连接；所述二号二极管D2的阳极与四号电容C4的另一端连接；三号电容C3的另一端是整流单元8的第一输入端；所述二号二极管D2的阳极是整流单元8的第二输入端。
本发明专利的有益效果：通过一号调压器的输出端并联连接交流侧升压变压器及直流侧调压器的方式实现对交流及直流侧同时调节输入电压的目的，保证了对电压幅值进行调节时交流含量始终保持不变。
附图说明
图1是本发明的电路连接示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，基于交直流叠加的复合电压发生装置，它包括一号调压器1、一号升压变压器2、一号保护电阻3、隔直电容器4、二号保护电阻6、高压硅堆7、整流单元8、二号升压变压器9和二号调压器10；
所述一号调压器1的原边接入220V电源；所述一号调压器1副边的可调端同时与一号升压变压器2原边的一端和二号调压器10原边的一端连接；所述一号调压器1副边的一端同时与一号升压变压器2原边的另一端和二号调压器10原边的另一端连接；
所述一号升压变压器2副边的一端与一号保护电阻3的一端连接；所述一号保护电阻3的另一端与隔直电容器4的一端连接，所述隔直电容器4的另一端同时与试件5的一端和二号保护电阻6的一端连接；所述二号保护电阻6的另一端与高压硅堆7的阴极连接；所述高压硅堆7的阳极与整流单元8的输出端连接；
所述整流单元8的第一输入端与二号升压变压器9副边的一端连接；所述整流单元8的第二输入端同时与二号升压变压器9副边的另一端、试件5的另一端、电源地和一号升压变压器2副边的另一端连接；所述二号升压变压器9原边的一端与二号调压器10副边的可调端连接；所述二号升压变压器9原边的另一端与二号调压器10副边的一端连接。
整流单元8包括二号二极管D2、三号二极管D3、四号二极管D4、五号二极管D5、六号二极管D6、七号二极管D7、三号电容C3、四号电容C4、五号电容C5、六号电容C6、七号电容C7和八号电容C8；
七号二极管D7的阴极与八号电容C8的一端连接；所述七号二极管D7的阴极是整流单元8的输出端；所述七号二极管D7的阳极同时与六号二极管D6的阴极和七号电容C7的一端连接；所述六号二极管D6的阳极同时与八号电容C8的另一端、五号二极管D5的阴极和六号电容C6的一端连接；所述五号二极管D5的阳极同时与七号电容C7的另一端、四号二极管D4的阴极和五号电容C5的一端连接；所述四号二极管D4的阳极同时与六号电容C6的另一端、三号二极管D3的阴极和四号电容C4的一端连接；所述三号二极管D3的阳极同时与五号电容C5的另一端、二号二极管D2的阴极与三号电容C3的一端连接；所述二号二极管D2的阳极与四号电容C4的另一端连接；三号电容C3的另一端是整流单元8的第一输入端；所述二号二极管D2的阳极是整流单元8的第二输入端。
工作原理：本发明中单相交流电经一号调压器进行电压调节后分两路并联输出，一路连接至一号升压变压器，产生高压交流电压，一号升压变压器副边一端接地，另一端经一号保护电阻连接至隔直电容器，一号调压器的输出端另一路并联至二号调压器，二号调压器的出线端连接至升压二号升压变压器，经二号升压变压器升压后连接至整流单元产生直流，直流高压端连接高压硅堆，并经二号保护电阻连接至连接隔直电容器另一端，从而将交流与直流进行耦合，在隔直电容直流侧产生复合高电压。通过一号调压器调节复合电压的幅值，通过二号调压器调节复合电压的交流含量。
本发明通过一号调压器同时调节一号升压变压器及二号升压变压器的电压，从而确保交流含量保持不变。本发明通过调节二号调压器来实现对交流含量的连续可调。
本发明通过一号调压器的输出端并联连接交流侧升压变压器及直流侧调压器的方式实现对交流及直流侧同时调节输入电压的目的，保证了对电压幅值进行调节时交流含量始终保持不变。

Claims (2)

1.基于交直流叠加的复合电压发生装置，其特征是：它包括一号调压器(1)、一号升压变压器(2)、一号保护电阻(3)、隔直电容器(4)、二号保护电阻(6)、高压硅堆(7)、整流单元(8)、二号升压变压器(9)和二号调压器(10)；
所述一号调压器(1)的原边接入220V电源；所述一号调压器(1)副边的可调端同时与一号升压变压器(2)原边的一端和二号调压器(10)原边的一端连接；所述一号调压器(1)副边的一端同时与一号升压变压器(2)原边的另一端和二号调压器(10)原边的另一端连接；
所述一号升压变压器(2)副边的一端与一号保护电阻(3)的一端连接；所述一号保护电阻(3)的另一端与隔直电容器(4)的一端连接，所述隔直电容器(4)的另一端同时与试件(5)的一端和二号保护电阻(6)的一端连接；所述二号保护电阻(6)的另一端与高压硅堆(7)的阴极连接；所述高压硅堆(7)的阳极与整流单元(8)的输出端连接；
所述整流单元(8)的第一输入端与二号升压变压器(9)副边的一端连接；所述整流单元(8)的第二输入端同时与二号升压变压器(9)副边的另一端、试件(5)的另一端、电源地和一号升压变压器(2)副边的另一端连接；所述二号升压变压器(9)原边的一端与二号调压器(10)副边的可调端连接；所述二号升压变压器(9)原边的另一端与二号调压器(10)副边的一端连接。
2.根据权利要求1所述的基于交直流叠加的复合电压发生装置，其特征在于整流单元(8)包括二号二极管(D2)、三号二极管(D3)、四号二极管(D4)、五号二极管(D5)、六号二极管(D6)、七号二极管(D7)、三号电容(C3)、四号电容(C4)、五号电容(C5)、六号电容(C6)、七号电容(C7)和八号电容(C8)；
七号二极管(D7)的阴极与八号电容(C8)的一端连接；所述七号二极管(D7)的阴极是整流单元(8)的输出端；所述七号二极管(D7)的阳极同时与六号二极管(D6)的阴极和七号电容(C7)的一端连接；所述六号二极管(D6)的阳极同时与八号电容(C8)的另一端、五号二极管(D5)的阴极和六号电容(C6)的一端连接；所述五号二极管(D5)的阳极同时与七号电容(C7)的另一端、四号二极管(D4)的阴极和五号电容(C5)的一端连接；所述四号二极管(D4)的阳极同时与六号电容(C6)的另一端、三号二极管(D3)的阴极和四号电容(C4)的一端连接；所述三号二极管(D3)的阳极同时与五号电容(C5)的另一端、二号二极管(D2)的阴极与三号电容(C3)的一端连接；所述二号二极管(D2)的阳极与四号电容(C4)的另一端连接；三号电容(C3)的另一端是整流单元(8)的第一输入端；所述二号二极管(D2)的阳极是整流单元(8)的第二输入端。
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