CN104076173A - 一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置包括正弦波无局放交流高频变频电源及交流滤波倍压装置，所述正弦波无局放交流高频变频电源连接到交流滤波倍压装置，所述还包括带无功功率自动补偿控制及高低压过流保护的T型双向滤波分压限流一体装置连接于交流滤波倍压装置，所述还包括系统控制测量模块分别连接到正弦波无局放交流高频变频电源和T型双向滤波分压限流一体装置。通过上述方式，本发明能够大大缩小电容的体积，减少了重量，降低了系统成本，更加利于搬运，便于现场的使用，同时减小了高频全波倍压装置的纹波系数，提高了无局放测量的准确性，便于电压调节，提高稳定度。
Description
技术领域
本发明涉及特高压电气技术领域，特别是涉及一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置。
背景技术
由于直流输电与交流输电有着诸多优点，例如：输送相同的功率，线路造价低，架空线路杆塔结构简单，线路走廊窄，同等绝缘水平的电缆可运行较高的电压。能耗低，输送距离远。线路稳态运行时，没有电容电流和电抗压降，因此无需无功补偿以及没有交流系统的频率同步问题。系统稳定性高，适用与大功率远距离输电。我国目前已建和在建有多条 800KV直流输电线路。
直流电压下局部放电试验主要研究施加电压的时间、升压速度、电压高低及其脉动系数对放电重复率的影响、长时间条件下的放电脉冲序列分析、放电时间间隔和放电量数据的统计分析等。因此，对用于直流局部放电试验的直流电源性能有较高的要求。用于直流局部放电试验的直流发生器，不但承受交流电源的交流电压和滤波电容器的直流电压，还承受硅堆整流导通和截止状态的变化而引起的各种不规则波形电压等。所以对其系统绝缘性能、电气性能等要求都很高。
目前，直流高压发生器，一般都用脉冲源作为高压倍压电路的输入，并且最高电压能做到1000KV,但它由于本身谐波大，不适合做无局放试验。能作无局放试验的，一般用50HZ市电作为输入，变压器串极升压方式或倍压方式但他存在问题是体积庞大，搬动困难，不适合现场使用；由于绝缘要求高、对制作变压器的环境、工艺要求苛刻；滤波电容容量大、在高压特高压应用，电容量大是极大的困难；电压调节困难，稳定度差等缺点；易对被测试品产生不良影响。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，能够大大缩小电容的体积，减少了重量，降低了系统成本，更加利于搬运，便于现场的使用，同时减小了高频全波倍压装置的纹波系数，提高了无局放测量的准确性，便于电压调节，提高稳定度。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置包括正弦波无局放交流高频变频电源及交流滤波倍压装置，所述正弦波无局放交流高频变频电源连接到交流滤波倍压装置，所述还包括带无功功率自动补偿控制及高低压过流保护的T型双向滤波分压限流一体装置连接于交流滤波倍压装置，所述还包括系统控制测量模块分别连接到正弦波无局放交流高频变频电源和T型双向滤波分压限流一体装置；
优选的是，所述高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置还包括局放仪连接到被测单元和正弦波无局放交流高频变频电源；
优选的是，所述交流滤波倍压装置包括依次连接的第一交流滤波器、中间励磁变压器、第二交流滤波器和全波倍压装置；
优选的是，所述全波倍压装置高压输出纹波公式
中纹波和频率f成反比；
优选的是，所述T型双向滤波分压限流一体装置包括电感L1、电阻R1、电感L2和电阻R2依次连接，所述T型双向滤波分压限流一体装置还包括分压电阻R3、分压电阻R4分别与滤波电容C1、滤波电容C2并联后再串联，串联后的一端连接到电阻R1和电感L2之间，另一端连接到系统控制测量模块。
本发明的有益效果是：本发明一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，能够大大缩小电容的体积，减少了重量，降低了系统成本，更加利于搬运，便于现场的使用，同时减小了高频全波倍压装置的纹波系数，提高了无局放测量的准确性，便于电压调节，提高稳定度。
附图说明
图1是本发明一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置的一较佳实施例的结构示意图；
图2是本发明一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置的全波倍压装置的单节12倍压原理结构图；
图3是本发明一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置的T型双向滤波分压限流一体装置的原理结构图；
图4是本发明一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置的高频无局放正弦波电源以及采样、保护、计算机控制部分的电原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1至图4，本发明实施例包括：
一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置包括正弦波无局放交流高频变频电源1及交流滤波倍压装置2，所述正弦波无局放交流高频变频电源1连接到交流滤波倍压装置2，所述还包括带无功功率自动补偿控制及高低压过流保护的T型双向滤波分压限流一体装置3连接于交流滤波倍压装置2，所述还包括系统控制测量模块4分别连接到正弦波无局放交流高频变频电源1和T型双向滤波分压限流一体装置3；
所述高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置还包括局放仪5连接到被测单元6和正弦波无局放交流高频变频电源1；
所述交流滤波倍压装置2包括依次连接的第一交流滤波器21、中间励磁变压器22、第二交流滤波器23和全波倍压装置24；
所述全波倍压装置24高压输出纹波公式
中纹波和频率f成反比；
所述T型双向滤波分压限流一体装置3包括电感L1 31、电阻R1 32、电感L2 33和电阻R2 34依次连接，所述T型双向滤波分压限流一体装置还包括分压电阻R3 35、分压电阻R4 36分别与滤波电容C1 37、滤波电容C2 38并联后再串联，串联后的一端连接到电阻R1 32和电感L2 33之间，另一端连接到系统控制测量模块4。
本发明一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置的工作原理：由150KW, 5KHZ-10KHZ频率的可调无局放正弦波电源提供的正弦波，经中频励磁变压器升压、隔离后，进入全波整流倍压高压输出电路（如附图2）。在本发明中，总倍压级数为12级，电容取20nf,频率取10KHZ,电流取I=20MA, 电路的电压降为：
要求中频励磁变压器输出为：
取110KV。
全波整流倍压高压输出纹波为：
LC滤波器的设计
3阶T型双向滤波分压限流一体装置的设计，（如附图3）。依据无源LC低通滤波器归一化设计方法，取特征阻抗为1Ω，截止频率为1/(2π)HZ,取待设计的截止频率为10KHZ。,,由归一化截止频率变换：
由截止频率变换得到，
M=10000*6.28322=
L=1H/M=15.915uh
C==2F/M=31.830uF
特征阻抗变换：
本发明实际的应用，是希望得到不含谐波的理想高压无局直流源，因而对频率在10KHZ下的特征阻抗大小并无实际意义，因而可以取定了电容以后，由特征阻抗变换反推实际电感的大小，实际电路取电容1000P，由特征阻抗变换反推，得到:
特征阻抗=32K
L=15.915uh*32000=0.50h 实际取1H.
C=1000p
（如附图4）三相输入的电源，经输入滤波模块，进入晶闸管三相整流模块，滤波模块，为全桥功率放大提供母线供电电压，由计算机系统控制的DDS频率直接合成模块产生正弦波，经由幅度控制模块，送入正弦波全桥功率放大模块，其输出送入附图2所示的全波倍压装置，所产生的直流高压，经由附图3所示T型双向滤波分压限流一体装置加载到被试品，系统通过对高压电压，试品电流的检测，提供反馈。
本发明一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，能够大大缩小电容的体积，减少了重量，降低了系统成本，更加利于搬运，便于现场的使用，同时减小了高频全波倍压装置的纹波系数，提高了无局放测量的准确性，便于电压调节，提高稳定度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，其特征在于：该高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置包括正弦波无局放交流高频变频电源及交流滤波倍压装置，所述正弦波无局放交流高频变频电源连接到交流滤波倍压装置，所述还包括带无功功率自动补偿控制及高低压过流保护的T型双向滤波分压限流一体装置连接于交流滤波倍压装置，所述还包括系统控制测量模块分别连接到正弦波无局放交流高频变频电源和T型双向滤波分压限流一体装置。
2.根据权利要求1所述的一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，其特征在于：所述高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置还包括局放仪连接到被测单元和正弦波无局放交流高频变频电源。
3.根据权利要求1所述的一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，其特征在于：所述交流滤波倍压装置包括依次连接的第一交流滤波器、中间励磁变压器、第二交流滤波器和全波倍压装置。
4.根据权利要求1所述的一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，其特征在于：所述全波倍压装置高压输出纹波公式
中纹波和频率f成反比。
5.根据权利要求1所述的一种高频电源输入的无局放特高压直流高压发生装置，其特征在于：所述T型双向滤波分压限流一体装置包括电感L1、电阻R1、电感L2和电阻R2依次连接，所述T型双向滤波分压限流一体装置还包括分压电阻R3、分压电阻R4分别与滤波电容C1、滤波电容C2并联后再串联，串联后的一端连接到电阻R1和电感L2之间，另一端连接到系统控制测量模块。
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