CN110932342A - 一种用于电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路 - Google Patents

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李军科
艾晓宇
冯敬华
安敬然
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Abstract

本发明涉及一种电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路，它采用一个接触器1；一台调压器2；一台高压整流变压器3；两支限流电阻4、5；由四支高压硅堆组成单相全波整流桥6；四台充电电源极性切换开关7～10；一台极性反转电路隔离开关13；充电电源极性切换时，交流电源可以不分闸，调压器的调压位置不动，只要调整四台充电电源极性切换开关的合分状态，就能够选择不同的直流充电极性，即可实现充电电源直流充电极性的快速切换。

Description

一种用于电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路
技术领域
本发明涉及高压直流输电系统用直流滤波电容器的试验装置，尤其涉及一种用于电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路。
背景技术
由于直流输电的主要特点是输送容量大、柔性好，并且可用于不同电压等级，不同频率的电力系统“背靠背”式非同步联网，可有力地支撑大电网安全可靠地运行。正因为如此，近几年我国已相继建成了多条特高压直流输电线路，为经济建设起到了良好的支撑作用。直流滤波电容器是直流输电系统中一种重要的电器，其质量的好坏关乎直流输电系统的安全运行。基于此，国标GB/T 20993-2007《高压直流输电系统用直流滤波电容器》对其试验做了详细的要求，其中2.6极性反转试验(型式试验)规定：“电容器单元应能承受1.1倍的最大直流持续电压(Ud)并保持2h，然后在2min内改变电压极性并保持相同的幅值，同样再保持2h，之后再进行一次电压极性反转并保持2h。电容器应能承受三次极性反转。”
按照国标GB/T 20993-2007《高压直流输电系统用直流滤波电容器》的要求，极性反转试验实现起来并不太困难，如图1所示：1是控制电源进线的接触器；2是调压器；3是用来提供整流电源的高压变压器；14是可进行机械旋转的整流硅堆；15是拖动硅堆14旋转的电动机；23是接地开关；24是充放电保护电阻；11是测量试品两端电压的分压器；12是试品(电容器单元C)。按照GB/T 20993-2007中2.6规定的进行极性反转试验时，首先，断开接地开关23；合上接触器1；调压器2升压，通过分压器11测量试品(电容器单元C)12上的直流电压，达到1.1 Ud，点35为参考电位0，点33为直流电压的测量点，此时，直流电压为正极性；保持2h后，进行极性反转，操作的顺序是：断开接触器1；合上接地开关23；试品(电容器单元C)12通过充放电保护电阻24放电；电动机15拖动硅堆14旋转180度，充电切换为负极性；然后依次断开接地开关23，合上接触器1，调压器2升压，通过分压器11测量试品(电容器单元C)12上的直流电压，达到负极性1.1 Ud，在整个反转极性的过程中，只要保证时间在2min内，均可满足GB/T 20993-2007的要求。
随着直流输电工程的大量建设和运行，出于直流输电系统安全运行的要求，对直流滤波电容器型式试验提出了更高的要求，国标GB/T 20993再次修订，制订了新的标准GB/T 20993-2012《高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器》，新标准5.16极性反转试验(型式试验)规定：“该试验仅用于直流滤波器C1的电容器单元。电容器单元应能承受1.1倍的最大直流持续电压(Ud)并保持2h，然后在10ms内改变电压极性并保持相同的幅值，同样再保持2h，之后再进行一次电压极性反转并保持2h。电容器应能承受3个循环电压极性反转。”
按照国标GB/T 20993-2012《高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器》的要求，极性反转试验需要在10ms内改变电压极性，采用图1中的试验方法，由于机械旋转动作时间慢，其充电电源的极性切换需用时数十秒，对电容器电压极性反转后幅值持续不变产生不利影响，急需一种新的途径来满足标准GB/T 20993-2012对极性反转试验的要求。
发明内容
本发明能够满足电容器在10ms内直流电压极性反转后，充电电源极性快速切换，以便维持电容器极性反转后电压幅值持续不变；采用一个接触器，一台调压器，一台单相高压整流变压器(或三相)，两支(或三支)限流电阻，由四支(或六支)高压硅堆组成的单相(或三相)全波整流桥，四台充电电源极性切换开关，一台极性反转电路隔离开关，按照此原理，充电电源也可以采用三相或多相；接触器控制充电电源的进线(调压器原边进线)，调压器副边接至高压整流变压器的原边，整流变压器副边通过限流电阻接整流桥的交流输入极，整流桥的输出极正、负两端通过两台开关(充电开关)接试品电容器的充电极，同时整流桥的输出极正、负两端通过两台开关(接地开关)接地(零电位参考点)，极性反转电路隔离开关可以对电容器极性反转电路进行分断隔离或投入极性反转；充电电源极性切换时，交流电源可以不分闸，调压器的调压位置不动，只要调整四台充电电源极性切换开关的合分状态即可选择不同的直流充电极性，实现充电电源极性快速切换的目的；在四台充电电源极性切换开关合闸与分闸的过程中，坚持先全部分闸，再根据充电极性的要求进行切换，当选择正极性时，先合整流桥输出负极的接地开关，再合整流桥输出正极的充电开关；当选择负极性时，先合整流桥输出正极的接地开关，再合整流桥输出负极的充电开关。
本发明的实施方案：
如图2所示，它包括：1是电源进线的接触器；2是调压器；3是用来供桥式整流电源用的高压变压器；4～5是限流电阻；6是由四支高压硅堆组成的单相全波整流桥；7～10是接在单相全波整流桥正负输出极(点32与点31)的开关(两台为充电开关，另两台为接地开关)；11是测量试品两端电压的分压器；12是试品(电容器单元C)；13是极性反转电路隔离开关。
如图2所示，先进行正极性后进行负极性试验，操作步骤依次为：(1)开关8、9、13分闸；(2)开关7、10合闸；(3)接触器1合闸；(4)调压器2升压，通过分压器11测量试品(电容器单元C)12上的直流电压，达到1.1 Ud；(5)试品(电容器单元C)12正极性耐压2h；(6)当被试试品12正极性耐压完成后，需要极性反转时，开关7、10分闸，开关8、9保持分闸状态；(7)极性反转电路隔离开关13合闸，投入极性反转电路，使电容器12直流电压极性反转；(8)开关8先合闸开关9后合闸，完成充电电源负极性切换；当被试试品12的负极性耐压完成后，需要充电电源极性切换为正极性时，原理同上。
如图2所示，在电容器12耐压试验过程中，需要一直监测试品电容器12的高压直流电压，工程上一般采用电阻分压器11(或阻容并联分压器)作为测量设备，分压器11一直与试品(电容器单元C)12并联(并联点位于点33与点35)，分压器的直流泄露电流约为毫安数量级，如果充电电源极性切换速度慢(传统切换电路需用时数十秒)，必然造成试品电容器12极性反转后直流电压幅值维持不变很困难，本发明可以将充电电源极性切换时间由数十秒缩短到1秒左右，为电容器极性反转试验的严谨性提供了有力保障。
本发明与传统技术相比具有以下优点：
1)本发明采用开关对充电电源极性快速切换，为电容器的直流电压极性反转后直流电压幅值维持不变提供了有力保障。
2)本发明在充电电源极性切换时，交流电源可以不分闸，调压器的调压位置不动，对电容器的直流电压极性反转后直流电压幅值维持不变更有利。
附图说明
图1在2min内实现电容器直流电压极性反转的传统试验回路示意图；
图2采用本发明的充电电源极性切换电路示意图；
图3采用本发明的电容器直流电压极性反转试验电路的实施方式示意图；
具体实施方式
本发明实施方案主要包括：一套极性快速切换的充电电路；一台放电隔离开关；一支高压硅堆；一套高压硅堆极性转换机构；一台低电阻值的空心电抗器。
实施例：如图3，1是电源进线的接触器；2是调压器；3是用来供桥式整流电源用的高压变压器；4～5是限流电阻；6是由四支高压硅堆组成的单相全波整流桥；7～10是接在单相全波整流桥正、负输出极(点32与点31)的开关；11是测量试品两端电压的分压器；12是试品(电容器单元C)；13是极性反转电路隔离开关；14是高压硅堆；15是高压硅堆极性转换机构；16是低电阻值的空心电抗器L；其中点33是被试试品(电容器单元)12的充电极，点35是被试试品12的接地极(电位0参考点)，点34是高压硅堆14与空心电抗器16的连接点。
如图3所示，先进行正极性试验，操作步骤依次为：(1)开关8、9、13分闸；(2)开关7、10合闸；(3)接触器1合闸；(4)调压器2升压，通过分压器11测量试品(电容器单元C)12上的直流电压，达到1.1 Ud；(5)试品(电容器单元C)12正极性耐压2h；(6)开关7、10分闸，开关8、9保持分闸状态；(7)极性反转电路隔离开关13合闸，投入极性反转电路，电容器(被试试品12)内储存的电场能，以LC串联振荡电路，转变为磁场能储存在电抗器16中，由电抗器16对电容器12进行反向充电，充放电电流按照点33、点34、点35、点33的方向流动，当磁场能释放完毕后，电容器内直流电压(点33)为负极性，由于高压硅堆的反向阻断作用，LC串联振荡只能完成半波，不能持续振荡，极性反转完成；(8)开关8先合闸开关9后合闸，完成充电电源负极性转换；(9)在被试试品12负极性2h耐压过程中，极性反转电路隔离开关13先分闸，接着高压硅堆极性转换机构15拖动高压硅堆14旋转180度，为下一次被试试品12直流电压由负极性反转为正极性做好准备工作。
当被试试品12负极性耐压完成后，需要极性反转为正极性时，原理同上。
在正极性和负极性直流耐压试验及极性反转过程中，接触器1处于合闸状态，调压器2的调压位置保持不动，通过开关7～10的合分来进行充电电源的极性切换。

Claims (2)

1.一种用于电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路，采用一个接触器，一台调压器，一台单相高压整流变压器(或三相)，两支(或三支)限流电阻，由四支(或六支)高压硅堆组成的单相(或三相)全波整流桥，四台充电电源极性切换开关，一台极性反转电路隔离开关；其特征在于：接触器控制充电电源的进线(调压器原边进线)，调压器副边接至高压整流变压器的原边，整流变压器副边通过限流电阻接整流桥的交流输入极，整流桥的输出极正、负两端通过两台切换开关(用作充电极性的选择)接试品电容器的充电极，同时整流桥的输出极正、负两端通过两台切换开关(用作接地极性的选择)接地，极性反转电路隔离开关可以对电容器极性反转电路进行分断隔离或投入极性反转；按照此原理，充电电源采用三相或多相的方法均包含在本权利要求中。
2.根据权利要求1所述的电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路，其特征在于：充电电源极性切换时，交流电源可以不分闸，调压器的调压位置不动，只要调整四台充电电源极性切换开关的合分状态即可选择不同的直流充电极性，实现充电电源极性快速切换的目的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112834840A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 西安布伦帕电力无功补偿技术有限公司 电容器极性反转试验回路及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112698191A (zh) * 2020-11-30 2021-04-23 中国电力科学研究院有限公司 一种用于验证电力变压器切换开关性能的电路及方法
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CN112834840A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 西安布伦帕电力无功补偿技术有限公司 电容器极性反转试验回路及方法
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