CN111505470A - 一种关于局放测试中的大功率电源滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关于局放测试中的大功率电源滤波器，包括三相输入端、三相低通滤波器及低通三相隔离变压器；低通三相隔离变压器包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻，该滤波器能够有效解决电源噪声对局部放电的影响，同时能够实现大电流通过。

Description

一种关于局放测试中的大功率电源滤波器

技术领域

本发明涉及一种大功率电源滤波器，具体涉及一种关于局放测试中的大功率电源滤波器。

背景技术

电力变压器是诸多电力设备中的主要核心部件之一。为了确保电力变压器的产品生产质量、现场安装调试质量，针对电力变压器的各项性能测试一直都是质量把控的重要手段。而对变压器的局部放电测试是其中的一个重要测试项目。局部放电测试不仅仅需要局放仪与无局放的变频电源配合使用，往往对于背景噪声也有着的严苛的要求。背景噪声的来源主要有以下3种：电源噪声、地网噪声以及辐射噪声。而对于地网噪声不仅仅需要对地网进行严格的设计，也需要独立的测试地网，防止其他设备并入地网影响测试结果。辐射噪声影响则较小，可通过屏蔽的方法解决。而电源噪声往往是一个需要解决、可以解决、但又不能完全解决的问题。需设计一款最有效的解决电源噪声对局部放电影响的滤波器是一个技术难点，而这个滤波器由于需要给大功率变频设备同时使用，所以设计时需要考虑大电流的通过。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种关于局放测试中的大功率电源滤波器，该滤波器能够有效解决电源噪声对局部放电的影响，同时能够实现大电流通过。

为达到上述目的，本发明所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器包括三相输入端、三相低通滤波器及低通三相隔离变压器；低通三相隔离变压器包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻；

三相输入端中的A相与第一电感的一端及第五电容的一端相连接，第一电感的另一端与第八电容的一端、第二电阻的一端及第二电感的一端相连接，第二电感的另一端与第十一电容的一端、第五电阻的一端、第二电容的一端及低通三相隔离变压器输入端的A相相连接，第二电容的另一端接地；

三相输入端中的B相与第三电感的一端及第六电容的一端相连接，第三电感的另一端与第四电感的一端、第九电容的一端及第三电阻的一端相连接，第四电感的另一端与第十二电容的一端、第六电阻的一端、第三电容的一端及低通三相隔离变压器输入端的B相相连接，第三电容的另一端接地；

三相输入端中的C相与第七电容的一端及第五电感的一端相连接，第五电感的另一端与第十电容的一端、第四电阻的一端及第六电感的一端相连接，第六电感的另一端与第四电容的一端、第一电阻的一端、第一电容的一端及低通三相隔离变压器输入端的C相相连接，第一电容的另一端接地；

第五电容的另一端与第六电容的另一端及第七电容的另一端相连接，第八电容的另一端与第二电阻的另一端、第九电容的另一端、第三电阻的另一端、第十电容的另一端及第四电阻的另一端相连接，第十一电容的另一端与第五电阻的另一端、第十二电容的另一端、第六电阻的另一端、第四电容的另一端及第一电阻的另一端相连接。

通过调节三相低通滤波器中各电容及电感的至将滤波带宽调节为0-1000Hz。

低通三相隔离变压器的变比为1:1。

三相低通滤波器中的各电感为绕线电感。

当通过电流小于设定电流值时，低通三相隔离变压器采用铝线绕线设计而成。

当通过电流大于等于设定电流值时，低通三相隔离变压器采用铜线绕线设计而成。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器在具体操作时，通过三相低通滤波器大幅降低中频的噪声干扰，然后再利用低通三相隔离变压器大幅降低电源的高频干扰，进一步滤除电源的高频噪声，实现最后一级的滤波，同时在实际操作时，可以根据现场的电源情况增加三相低通滤波器的阶数，其中，增加的数量越多，则滤波效果越好，有效解决电源噪声对局部放电的影响，同时能够实现大电流通过，减小使用过程中电源对局放试验结果的影响。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为噪声源频谱图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为经本发明滤波后的频谱图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参考图2，本发明所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器包括三相输入端、三相低通滤波器及低通三相隔离变压器T；低通三相隔离变压器T包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6；三相输入端中的A相与第一电感L1的一端及第五电容C5的一端相连接，第一电感L1的另一端与第八电容C8的一端、第二电阻R2的一端及第二电感L2的一端相连接，第二电感L2的另一端与第十一电容C11的一端、第五电阻R5的一端、第二电容C2的一端及低通三相隔离变压器T输入端的A相相连接，第二电容C2的另一端接地；三相输入端中的B相与第三电感L3的一端及第六电容C6的一端相连接，第三电感L3的另一端与第四电感L4的一端、第九电容C9的一端及第三电阻R3的一端相连接，第四电感L4的另一端与第十二电容C12的一端、第六电阻R6的一端、第三电容C3的一端及低通三相隔离变压器T输入端的B相相连接，第三电容C3的另一端接地；三相输入端中的C相与第七电容C7的一端及第五电感L5的一端相连接，第五电感L5的另一端与第十电容C10的一端、第四电阻R4的一端及第六电感L6的一端相连接，第六电感L6的另一端与第四电容C4的一端、第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端及低通三相隔离变压器T输入端的C相相连接，第一电容C1的另一端接地；第五电容C5的另一端与第六电容C6的另一端及第七电容C7的另一端相连接，第八电容C8的另一端与第二电阻R2的另一端、第九电容C9的另一端、第三电阻R3的另一端、第十电容C10的另一端及第四电阻R4的另一端相连接，第十一电容C11的另一端与第五电阻R5的另一端、第十二电容C12的另一端、第六电阻R6的另一端、第四电容C4的另一端及第一电阻R1的另一端相连接。

通过调节三相低通滤波器中各电容及电感的至将滤波带宽调节为0-1000Hz；低通三相隔离变压器T的变比为1:1；三相低通滤波器中的各电感为绕线电感；当通过电流小于设定电流值时，低通三相隔离变压器T采用铝线绕线设计而成；当通过电流大于等于设定电流值时，低通三相隔离变压器T采用铜线绕线设计而成。

本发明在具体操作时，分析电源接入的常规设备的干扰源的频带，绘制常规干扰源的频谱图，如图1所示，噪声基本集中在40K至100KHz的干扰频带，经本发明处理后的频谱图如图3所示。

调节三相低通滤波器中各电感及电容的值，将滤波带宽调整为0-1KHz，以大幅降低中频的噪声干扰，由于局部放电对噪声要求非常严苛，该电路优势是增加滤波器的阶数，且增加数量越多滤波效果越好，而且此三相低通滤波器可以调节三相电压的平衡态，可以通过现场环境增加三相低通滤波器的阶数，直至电源满足试验需求，由于三相低通滤波器需要通过大的电流，电感的设计需要满足电流的使用范围，通常采用较大的绕线电感。

低通三相隔离变压器T可以大幅降低电源的高频干扰，从而进一步滤除电源的高频噪声，实现最后一级的滤波。低通三相隔离变压器T同样需要考虑到电源使用的容量问题，电流较小时，低通三相隔离变压器T可以考虑采用铝线绕线设计，电流较大时，低通三相隔离变压器T可以考虑采用铜线绕线设计，而低通三相隔离变压器T的变比控制在1:1的范围。

通过三相低通滤波器的串联降低中频干扰，根据现场的电源情况增加阶数，直到满足电源使用的需求，对于电源的测试需要通过频谱仪测试结果进行分析调节，当电源满足测试需求时，可将最后一级连接低通三相隔离变压器T使用。

本发明的优势在于：

电感的最终电感值可能因为发热而产生变化，我们设计的电感方案，可以减小了电感发热而导致电感值发生变化，从而影响滤波的效果。

低通三相隔离变压器T不仅仅满足滤波的需求，而且为无局放的高性能滤波器，对于大电流时，自身的损耗非常小。

在实际操作时，各电容、电感及电阻的性能需进行严格的测试，每个电容的等效电阻与等效电容都需进行严格的测试分析，从而保证滤波范围的精确性，设计的滤波器在完成设计前需经过严格的数学计算，保证滤波器可以最有效的滤除电源干扰，并且自身损耗降到最低。

本发明能够最大程度减小电源噪声对无局放电源的影响，减小使用过程中电源对局放试验结果的影响。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种关于局放测试中的大功率电源滤波器，其特征在于，包括三相输入端、三相低通滤波器及低通三相隔离变压器(T)；低通三相隔离变压器(T)包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)、第五电感(L5)、第六电感(L6)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)、第十电容(C10)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)及第六电阻(R6)；

三相输入端中的A相与第一电感(L1)的一端及第五电容(C5)的一端相连接，第一电感(L1)的另一端与第八电容(C8)的一端、第二电阻(R2)的一端及第二电感(L2)的一端相连接，第二电感(L2)的另一端与第十一电容(C11)的一端、第五电阻(R5)的一端、第二电容(C2)的一端及低通三相隔离变压器(T)输入端的A相相连接，第二电容(C2)的另一端接地；

三相输入端中的B相与第三电感(L3)的一端及第六电容(C6)的一端相连接，第三电感(L3)的另一端与第四电感(L4)的一端、第九电容(C9)的一端及第三电阻(R3)的一端相连接，第四电感(L4)的另一端与第十二电容(C12)的一端、第六电阻(R6)的一端、第三电容(C3)的一端及低通三相隔离变压器(T)输入端的B相相连接，第三电容(C3)的另一端接地；

三相输入端中的C相与第七电容(C7)的一端及第五电感(L5)的一端相连接，第五电感(L5)的另一端与第十电容(C10)的一端、第四电阻(R4)的一端及第六电感(L6)的一端相连接，第六电感(L6)的另一端与第四电容(C4)的一端、第一电阻(R1)的一端、第一电容(C1)的一端及低通三相隔离变压器(T)输入端的C相相连接，第一电容(C1)的另一端接地；

第五电容(C5)的另一端与第六电容(C6)的另一端及第七电容(C7)的另一端相连接，第八电容(C8)的另一端与第二电阻(R2)的另一端、第九电容(C9)的另一端、第三电阻(R3)的另一端、第十电容(C10)的另一端及第四电阻(R4)的另一端相连接，第十一电容(C11)的另一端与第五电阻(R5)的另一端、第十二电容(C12)的另一端、第六电阻(R6)的另一端、第四电容(C4)的另一端及第一电阻(R1)的另一端相连接。

2.根据权利要求1所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器，其特征在于，通过调节三相低通滤波器中各电容及电感的至将滤波带宽调节为0-1000Hz。

3.根据权利要求1所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器，其特征在于，低通三相隔离变压器(T)的变比为1:1。

4.根据权利要求1所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器，其特征在于，三相低通滤波器中的各电感为绕线电感。

5.根据权利要求1所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器，其特征在于，当通过电流小于设定电流值时，低通三相隔离变压器(T)采用铝线绕线设计而成。

6.根据权利要求1所述的关于局放测试中的大功率电源滤波器，其特征在于，当通过电流大于等于设定电流值时，低通三相隔离变压器(T)采用铜线绕线设计而成。

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