CN104459501A - 一种避雷器工频试验装置及试验方法 - Google Patents

一种避雷器工频试验装置及试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种避雷器工频试验装置及试验方法，试验时合变频器电源，工频电源经过变频器施加到变压器原边，使得变压器副边、电抗器、第一电容器及第二电容器组成的回路产生串联谐振；通过串联谐振，在第一电容器和第二电容器上的产生的高电压施加到试品上，来进行试品的工频参考电压、全电流及阻性电流试验。本发明解决采用高压试验变压器进行避雷器工频试验，其需要电源输入容量大、波形谐波含量高、配套设备多、占地面积大、投资大、试验频率不可调及日常运行维护工作量大的问题，以及工频电压和电流波形参数的存储和阻性电流的分析计算的问题，为避雷器的可靠运行提供了有力的试验数据和保证。

Description

一种避雷器工频试验装置及试验方法
技术领域
本发明属于避雷器试验技术领域，特别涉及一种避雷器工频试验装置及试验方法。
背景技术
避雷器是电力系统的重要保护电器，已在电力系统中广泛应用，避雷器工频特性决定着避雷器的可靠运行，避雷器工频特性参数的测量和研究对避雷器与系统参数的配合是非常重要的。采用高压试验变压器进行避雷器工频试验，其需要电源输入容量大、波形谐波含量高、配套设备多、占地面积大、投资大、试验频率不可调及日常运行维护工作量大，并且避雷器工频参数的测量需要配置标准电容。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种避雷器工频试验装置及及试验方法，本发明解决了解决采用高压试验变压器进行避雷器工频试验，其需要电源输入容量大、波形谐波含量高、配套设备多、占地面积大、投资大、试验频率不可调及日常运行维护工作量大的问题，以及工频电压和电流波形参数的存储和阻性电流的分析计算的问题，为避雷器的可靠运行提供了有力的试验数据和保证。
为达到以上目的，本发明采取如下技术方案予以实现的：
一种避雷器工频试验装置，包括变频器、变压器、电抗器、第一电容器、第二电容器、采集单元以及试品；工频电源经过变频器施加到变压器的原边，变压器副边的高压端串接有电抗器、第一电容器以及第二电容器，变压器副边的低压端与第二电容器的低压端相连，并接地，使得变压器副边、电抗器、第一电容器及第二电容器组成串联谐振回路；试品的一端与第一电容器的高压端相连，另一端通过采集单元与第二电容器的低压端相连，使得在第一电容器和第二电容器上的产生的谐振高电压施加到试品上；变频器上连接有用于控制及调节施加在试品上的电压和频率的控制单元。
所述第一电容器和第二电容器串联形成分压器；通过分压器和采集单元将试品的电压和电流信号波形参数采集到测量单元中进行分析和存储，得到试品的工频参考电压、全电流、阻性电流。
所述第一电容器由1个或多个电容器串联组成，相对应的电抗器由1个或多个电抗器串联组成；通过回路串联谐振，在第一电容器和第二电容器上产生350kV～3500kV的不同频率的电压。
所述电抗器设置有1个或多个不同电感值的中间抽头，用来补偿不同试品电容量的变化和不同的试验频率对谐振的影响；通过调节控制单元和电抗器的抽头，施加到试品上的电压频率为10Hz～300Hz。
所述采集单元采用电阻分流器或电流互感器线圈。
还包括用于向上位计算机提供通讯的接口，测量信号通过通讯电缆、光纤或无线通讯的方式进行传输。
一种避雷器工频试验方法，包括以下步骤：
1)试验时合变频器电源，工频电源经过变频器施加到变压器原边，使得变压器副边、电抗器、第一电容器及第二电容器组成的回路产生串联谐振，在第一电容器和第二电容器上产生高电压；
2)第一电容器和第二电容器上的电压施加到试品上；
3)通过调节控制单元和电抗器的抽头，来获得施加到试品上不同频率和幅值的高电压；
4)通过第一电容器和第二电容器组成的分压器和采集单元，把试品上的电压和电流信号波形参数采集到测量单元中进行分析和存储，得到试品的工频参考电压、全电流、阻性电流；
5)测量单元通过通讯电缆、光纤或无线通讯的方式把采集通过试品的电压、电流波形参数和计算结果传输到上位计算机中。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的变压器副边、电抗器，第一电容器及第二电容器组成的回路产生串联谐振，使得第一电容器和第二电容器上的谐振高电压施加到试品上，通过调节控制单元和电抗器的抽头，来获得施加到试品上不同频率和幅值的高电压。通过第一电容器、第二电容器组成的分压器和采集单元，把试品的电压和电流信号波形参数采集到测量单元中进行分析和存储，得到试品的工频参考电压、全电流、阻性电流。该装置实现了电源输入容量小、波形谐波小、配套设备少、占地面积小、投资小、试验频率可调及日常运行维护工作量小的问题，以及工频电压和电流波形参数的存储和阻性电流的分析计算。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
图中：1为变频器；2为变压器；3为电抗器；4为第一电容器；5为第二电容器；6为采集单元；7为测量单元；8为控制单元；9为试品。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
参见图1，本发明包括变频器1、变压器2、电抗器3、第一电容器4、第二电容器5、采集单元6、测量单元7、控制单元8、试品9；采集单元6可采用电阻分流器或电流互感器线圈。合闸变频器1，工频电源经过变频器1施加到变压器2原边，使得变压器2副边、电抗器3，第一电容器4及第二电容器5组成的回路产生串联谐振；第一电容器4和第二电容器5上的谐振高电压施加到试品9上；通过控制单元8和电抗器3的抽头来调节施加在试品9上的电压和频率。电抗器3、第一电容器4及第二电容器5串联，变压器2副边与电抗器3、第一电容器4及第二电容器5并联，形成串联谐振回路，试品与第一电容器4和第二电容器5并联。第一电容器4和第二电容器5即起串联谐振电容的作用，又起分压器的作用；试品9上的电压通过第一电容器4和第二电容器5组成的分压器进行测量。第一电容器4可以由1个～10电容器串联组成，以及相对应的电抗器3可由1个～10电抗器串联组成，在第一电容器4和第二电容器5上能够产生350kV～3500kV的不同频率的高电压。控制单元8起到控制及调节电压和频率的作用；电抗器3设置有1个～5个不同电感值的中间抽头，用来补偿不同试品9电容量的变化和不同的试验频率对谐振的影响；通过调节控制单元8和电抗器3的抽头，施加到试品9上的高电压频率可为10Hz～300Hz。通过第一电容器4和第二电容器5组成的分压器和采集单元6，把试品9电压和电流信号波形参数采集到测量单元7中进行分析和存储，得到试品的工频参考电压、全电流、阻性电流。本发明还具有向上位计算机提供通讯接口功能，测量信号传递时可通过通讯电缆、光纤或无线通讯进行信号传输。
本发明试验方法如下：
进行避雷器工频电压试验时，合工频电源，工频电源经过变频器1施加到变压器2原边，使得变压器2副边、电抗器3，第一电容器4及第二电容器5组成的回路产生串联谐振，试品9上的高电压通过第一电容器4和第二电容器5组成的分压器进行测量，通过调节控制单元8和电抗器3的抽头，施加到试品9上的高电压频率可为10Hz～300Hz，通过第一电容器4和第二电容器5组成的分压器和采集单元6把试品9电压和电流信号波形参数采集到测量单元7中进行分析和存储，得到试品的工频参考电压、全电流、阻性电流；
进一步，所述电容器4可以由1个～10电容器串联组成，以及相对应的电抗器3由1个～10电抗器串联组成；电抗器3设置有1个～5个不同电感值的中间抽头；采集单元6可采用电阻分流器或电流互感器线圈；该装置具有向上位计算机提供通讯接口功能，测量信号传递时可通过通讯电缆、光纤或无线通讯进行信号传输。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种避雷器工频试验装置，其特征在于：包括变频器(1)、变压器(2)、电抗器(3)、第一电容器(4)、第二电容器(5)、采集单元(6)以及试品(9)；工频电源经过变频器(1)施加到变压器(2)的原边，变压器(2)副边的高压端串接有电抗器(3)、第一电容器(4)以及第二电容器(5)，变压器(2)副边的低压端与第二电容器(5)的低压端相连，并接地，使得变压器(2)副边、电抗器(3)、第一电容器(4)及第二电容器(5)组成串联谐振回路；试品(9)的一端与第一电容器(4)的高压端相连，另一端通过采集单元(6)与第二电容器(5)的低压端相连，使得在第一电容器(4)和第二电容器(5)上的产生的谐振高电压施加到试品(9)上；变频器(1)上连接有用于控制及调节施加在试品(9)上的电压和频率的控制单元(8)。
2.根据权利要求1所述的避雷器工频试验装置，其特征在于：所述第一电容器(4)和第二电容器(5)串联形成分压器；通过分压器和采集单元(6)将试品(9)的电压和电流信号波形参数采集到测量单元(7)中进行分析和存储，得到试品的工频参考电压、全电流、阻性电流。
3.根据权利要求1或2所述的避雷器工频试验装置，其特征在于：所述第一电容器(4)由1个或多个电容器串联组成，相对应的电抗器(3)由1个或多个电抗器串联组成；通过回路串联谐振，在第一电容器(4)和第二电容器(5)上产生350kV～3500kV的不同频率的电压。
4.根据权利要求1或2所述的避雷器工频试验装置，其特征在于：所述电抗器(3)设置有1个或多个不同电感值的中间抽头，用来补偿不同试品(9)电容量的变化和不同的试验频率对谐振的影响；通过调节控制单元(8)和电抗器(3)的抽头，施加到试品(9)上的电压频率为10Hz～300Hz。
5.根据权利要求1所述的避雷器工频试验装置，其特征在于：所述采集单元(6)采用电阻分流器或电流互感器线圈。
6.根据权利要求1所述的避雷器工频试验装置，其特征在于：还包括用于向上位计算机提供通讯的接口，测量信号通过通讯电缆、光纤或无线通讯的方式进行传输。
7.一种采用权利要求1或2所述试验装置的避雷器工频试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)试验时合变频器(1)电源，工频电源经过变频器(1)施加到变压器(2)原边，使得变压器(2)副边、电抗器(3)、第一电容器(4)及第二电容器(5)组成的回路产生串联谐振，在第一电容器(4)和第二电容器(5)上产生高电压；
2)第一电容器(4)和第二电容器(5)上的电压施加到试品上；
3)通过调节控制单元(8)和电抗器(3)的抽头，来获得施加到试品(9)上不同频率和幅值的高电压；
4)通过第一电容器(4)和第二电容器(5)组成的分压器和采集单元(6)，把试品上的电压和电流信号波形参数采集到测量单元(7)中进行分析和存储，得到试品的工频参考电压、全电流、阻性电流；
5)测量单元(7)通过通讯电缆、光纤或无线通讯的方式把采集通过试品(9)的电压、电流波形参数和计算结果传输到上位计算机中。
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