CN105242124B - 高压直流滤波电容器可听噪声试验电路及试验方法 - Google Patents

Abstract

一种高压直流滤波电容器可听噪声试验电路及试验方法，包括直流电压加载回路和谐波电流加载回路，还设置有隔直电容器，直流电压加载回路通过隔直电容器与谐波加载回路并联；隔直电容器与被测试品高压直流滤波电容器并联连接，被测试品充以直流电压的同时隔直电容器也充以同样数值的直流电压；隔直电容器在谐波加载回路中还与被测试品串联连接，流经隔直电容器的谐波电流和流经被测试品的谐波电流数值相同。本发明通过设置了隔直电容器使直流电压回路和谐波加载回路并联起来，既保证谐波加载回路的安全又能确保谐波电流输出至高压直流滤波电容器试品。同时直流电压加载回路中的整流硅堆和限流电阻对谐波电压起到阻隔作用，保证工频电源不受影响。

Description

高压直流滤波电容器可听噪声试验电路及试验方法

技术领域

本发明涉及高压直流滤波电容器噪声测量领域，具体涉及一种用于直流输电用直流滤波电容器可听噪声试验电路及试验方法。

背景技术

随着直流输电在我国快速发展，在高压直流输电系统中，将交流电变换为直流电及将直流电变换为交流电都是在直流换流站中完成的。电力电容器是高压直流输电系统的关键设备之一，也是高压直流换流站内最主要的可听噪声（以下称噪声）源之一。在直流换流站中有大容量的滤波、并联电容器装置，由于电容器装置中电容器单元数量多，单台电容器容量大以及高次谐波电流流入电容器等因素，使得电容器噪声成为直流换流站中噪声的主要成分之一。噪声可对周围居民正常的生产生活造成不利影响。随着人们环保意识的增强，对设备的噪声要求越来越高。电容器噪声测量已成为高压直流换流站建设的基本要求。但目前试验室内高压直流滤波电容器噪声的生成方法在国内外都还没有明确的规定，不同试验单位测量的高压直流滤波电容器的噪声值不具有可比性。

在实际运行及噪声试验测量中，对高压直流滤波电容器施加的工频（50Hz）载荷大小会影响电容器噪声，电容器的谐波载荷同时也极大地影响着电容器噪声。如图4所示，某些谐波载荷引起的噪声甚至比工频载荷引起的噪声更大。另外，高压直流滤波电容器的各个噪声辐射面辐射出的噪声强度不尽相同，即高压直流滤波电容器辐射的噪声具有一定的指向性。目前对电容器噪声测量的要求中，没有考虑到这些因素。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压直流滤波电容器可听噪声试验电路及试验方法，使得试验结果具有可比性。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种高压直流滤波电容器可听噪声试验电路，包括直流电压加载回路和谐波电流加载回路，与现有技术不同的是：设置有隔直电容器，直流电压加载回路通过隔直电容器与谐波加载回路并联；

隔直电容器与被测试品高压直流滤波电容器并联连接，被测试品充以直流电压的同时隔直电容器也充以同样数值的直流电压；

隔直电容器在谐波加载回路中还与被测试品串联连接，流经隔直电容器的谐波电流和流经被测试品的谐波电流数值相同

所述直流电压加载回路通过整流硅堆将工频交流电压转换成直流电压，直流电压值的调整通过调整工频电压值完成，电路中的工频电压由工频电源经调压器、变压器输出提供。限流电阻在充电回路中起到保护作用。

所述谐波电流加载回路通过谐波信号源产生低压谐波信号，信号源输出信号后经功率放大器放大成一定幅值的谐波电压，再由谐波变压器升压输出到电容器回路中形成谐波电流。电流互感器把谐波电流的参数反馈回谐波信号源，精确控制谐波电流的参数。谐波加载部分可同时产生几十个不同频率、幅值的谐波电流，基本覆盖高压直流滤波电容器的实际运行工况。各次谐波电流幅值和谐波频率可以单独调节。

所述补偿电感在谐波电源容量不足时可对高压直流滤波电容器进行串联补偿。

一种高压直流滤波电容器可听噪声试验方法，包括以下步骤：

第一步：设备参数的选取：

工频电源需要按照试品和隔直电容器并联的总容量选择合适的容量，选择变压器的额定电压及容量需满足整流后试品的直流电压的要求，谐波电源容量根据试验时需要加载的谐波总容量而定，限流电阻和整流硅堆按照试品和隔直电容器并联的总容量充电电压的要求进行选型；

隔直电容器在充电回路与试品并联，在谐波加载回路与试品串联，要承受与试品同样数值的直流电压和谐波电流，谐波电源容量不足时可以按照串联补偿公式计算选取合适的电感补偿；

第二步：按高压直流滤波电容器可听噪声试验电路搭建试验回路；

第三步：试验加载情况：

首先加载直流电压，工频电源合闸，逐渐升高电压，试品上的直流电压满足试验的要求后保持稳定，然后加载谐波电流，按照被测试品的噪声测试要求加载各次谐波电流，满足要求后开始噪声测试，测试完成后先退出谐波电流电源，然后退出工频电源，电源退出后，电容器上仍有直流电压，如果电容器带有放电装置，则等电容器放电完毕再将试品和隔直电容器两极短接，试验结束；如果电容器自身没有放电装置，则需外接一个阻尼放电装置进行放电后再将试品和隔直电容器两极短接，试验结束。

本发明的优点是：通过设置了隔直电容器使直流电压回路和谐波加载回路并联起来，既保证谐波加载回路的安全又能确保谐波电流输出至高压直流滤波电容器试品。同时直流电压加载回路中的整流硅堆和限流电阻对谐波电压起到阻隔作用，保证工频电源不受影响。

附图说明

图1为本发明高压直流滤波电容器直流合成谐波电流加载电路的结构图。

图2为直流电压加载回路部分的结构图。

图3为谐波电流加载回路部分的结构图。

图4为高压直流滤波电容器直流叠加600 Hz和1200 Hz谐波时噪声1/3倍频图。

具体实施方式

本发明一种高压直流滤波电容器可听噪声试验电路，包括两个部分，直流电压加载回路部分（如图2所示）和谐波电流加载回路部分（如图3所示），这两部分加载电路组合为高压直流滤波电容器可听噪声试验电路（如图1所示），电路中的直流电压加载回路部分和谐波电流加载回路部分为相互独立，互不干扰。其中，电路中的隔直电容器使直流电压回路和谐波加载回路并联起来，既保证谐波加载回路的安全又能确保谐波电流输出至高压直流滤波电容器试品。同时直流电压加载回路中的整流硅堆和限流电阻对谐波电压起到阻隔作用，保证工频电源不受影响。其中：

直流电压加载回路部分：为被测试品提供稳定的直流电压，直流电压值可根据需要调整。通过整流硅堆将工频交流电压转换成直流电压，通过调整工频电压值完成直流电压值的调整。电路中的工频电压是由工频电源经调压器、变压器输出提供。限流电阻在充电回路中起到保护作用。隔直电容器和被测试品高压直流滤波电容器并联连接，被测试品充以直流电压的同时，隔直电容器也充以同样数值的直流电压。

谐波电流加载回路部分：为被测试品提供谐波电流，谐波电流幅值和谐波频率可以根据需要调整。通过谐波信号源产生低压谐波信号，信号源输出信号经功率放大器放大成一定幅值的谐波电压，再由谐波变压器升压输出到电容器回路中形成谐波电流。电流互感器把谐波电流的参数反馈回谐波信号源，可实现对谐波电流精确控制。谐波加载部分可同时产生几十个不同频率、幅值的谐波电流，各谐波电流幅值和频率可以单独调节。图3中的补偿电感在谐波电源容量不足时可对高压直流滤波电容器进行串联补偿。隔直电容器在谐波加载回路中和被测试品串联连接，流经隔直电容器的谐波电流和流经被测试品的谐波电流数值相同。

一种高压直流滤波电容器可听噪声试验方法，包括以下步骤：

第一步：设备参数的选取

工频电源需要按照试品和隔直电容器并联的总容量选择合适的容量。选择变压器的额定电压要满足整流后试品的直流电压及容量的要求。谐波电源容量根据试验时需要加载的谐波总容量确定。限流电阻和整流硅堆按照试品和隔直电容器并联的总容量充电电压的要求进行选型。

隔直电容器的选择比较关键，它在充电回路与试品并联，在谐波加载回路与试品串联。要承受与试品同样数值的直流电压和谐波电流。补偿电感在谐波电源容量不够时可以按照串联补偿公式计算选取合适的电感补偿。

第二步：按照图1所示电路搭建试验回路，需注意系统只能一点工作接地。其它仪器仪表必须有独立的保护接地。

第三步：试验加载情况

首先加载直流电压：工频电压合闸，逐渐升高电压，使得试品上的直流电压满足试验的要求后保持稳定。然后加载谐波电流：按照被测试品的噪声测试要求加载各次谐波电流，满足要求后开始噪声测试。测试完成后先退出谐波电流电源，再退出工频电源。电源退出后，电容器上仍有直流电压。如果电容器带有放电装置，则等电容器放电完毕再将试品和隔直电容器两极短接，试验结束；如果电容器自身没有放电装置，则需外接一个阻尼放电装置进行放电后再将试品和隔直电容器两极短接，试验结束。

被测高压直流滤波电容器试品吊装在消声测试区域中部位置，被测高压直流滤波电容器试品的一个表面平行于地面且距离地面的距离为少于0.7m，所述被测高压直流滤波电容器试品的其他表面距离消声测试区域任何一面的水平距离不少于2m。

可调电抗器、高压交流电源、整流硅堆、隔直电容器、谐频电源以及操控台都位于所述消声测试区域之外。

Claims (2)

1.一种高压直流滤波电容器可听噪声试验电路，包括直流电压加载回路和谐波电流加载回路，其特征是：设置有隔直电容器，通过隔直电容器将直流电压加载回路与谐波加载回路并联；

隔直电容器与被测试品高压直流滤波电容器并联连接，被测试品充以直流电压的同时隔直电容器也充以同样数值的直流电压；

隔直电容器在谐波加载回路中还与被测试品串联连接，流经隔直电容器的谐波电流和流经被测试品的谐波电流数值相同；

所述直流电压加载回路通过整流硅堆将工频交流电压转换成直流电压，直流电压值的调整通过调整工频电压值完成，电路中的工频电压由工频电源经调压器、变压器输出提供；

所述谐波电流加载回路通过谐波信号源产生低压谐波信号，经功率放大器放大成一定幅值的谐波电压，再由谐波变压器升压输出到电容器回路中形成谐波电流；

所述谐波电流的幅值和谐波频率可以通过谐波信号源单独调节。

2.一种高压直流滤波电容器可听噪声试验方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）设备参数的选取：

工频电源需要按照试品和隔直电容器并联的总容量选择合适的容量，选择变压器的额定电压及容量需满足整流后试品的直流电压的要求，谐波电源容量根据试验时需要加载的谐波总容量而定，限流电阻和整流硅堆按照试品和隔直电容器并联的总容量充电电压的要求进行选型；

隔直电容器在充电回路与试品并联，在谐波加载回路与试品串联，要承受与试品同样数值的直流电压和谐波电流，谐波电源容量不足时可以按照串联补偿公式计算选取合适的电感补偿；

（2）按高压直流滤波电容器可听噪声试验电路搭建试验回路；

（3）试验加载情况：

首先加载直流电压，工频电源合闸，逐渐升高电压，试品上的直流电压满足试验的要求后保持稳定，然后加载谐波电流，按照被测试品的噪声测试要求加载各次谐波电流，满足要求后开始噪声测试，测试完成后先退出谐波电流电源，然后退出工频电源，电源退出后，电容器上仍有直流电压，如果电容器带有放电装置，则等电容器放电完毕再将试品和隔直电容器两极短接，试验结束；如果电容器自身没有放电装置，则需外接一个阻尼放电装置进行放电后再将试品和隔直电容器两极短接，试验结束。