CN112014664A - 一种综合性饱和电抗器电流试验测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合性饱和电抗器电流试验测试装置及测试方法，该装置包括包括变压器，所述变压器的输入端用于连接电源，输出端和整流桥的输入端相连接，整流桥的输出端和全桥逆变器相连接；所述全桥逆变器包括四个功率开关，分别为Q1、Q2、Q3、Q4，四个功率开关形成一回路；还包括短路电流发生单元，用于产生单周波或三周波短路电流，以对被试饱和电抗器L进行短路电流试验。本发明实施提供的综合性饱和电抗器电流试验测试装置可对饱和电抗器开展铁芯温升、线圈温升以及短路电流试验，筛选合格的饱和电抗器，大大提升设备集成化程度以及设备利用率，节省设备投资。对发现饱和电抗器电流应力缺陷起到很好的帮助。

Description

一种综合性饱和电抗器电流试验测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种综合性饱和电抗器电流试验测试装置及测试方法。
背景技术
饱和电抗器是高压直流输电换流阀系统中不可缺少的关键设备，其性能以及可靠性直接影响了直流输电系统的性能和运行的稳定性。对饱和电抗器开展性能测试可以有效筛选性能满足要求的饱和电抗器。根据以往运行经验，饱和电抗器性能缺陷主要表现铁芯或线圈上的局部发热，其表现为电流热效应。但目前并无专门针对饱和电抗器电流性能开展试验的综合性测试设备。
发明内容
为了解决目前并无专门针对饱和电抗器电流性能开展试验的综合性测试设备的问题，本发明实施例提供了一种合性饱和电抗器电流试验测试装置及测试方法
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种合性饱和电抗器电流试验测试装置，包括变压器，所述变压器的输入端用于连接电源，输出端和整流桥的输入端相连接，整流桥的输出端和全桥逆变器相连接；
所述全桥逆变器包括四个功率开关，分别为Q1、Q2、Q3、Q4，四个功率开关形成一回路；功率开关Q1和Q4相串接并和整流桥的输出端相连接，功率开关Q2和Q3相串接；被试饱和电抗器L的一端通过开关S41连接在功率开关Q1和Q4相串接的线路上，另一端通过开关S42连接在功率开关Q2和Q3相串接的线路上，另一端还通过开关S32连接在功率开关Q4和Q3相连接的线路上；所述整流桥的输出端和功率开关Q1之间连接有开关S1，功率开关Q1和Q2之间连接有开关S2；在开关S41与被试饱和电抗器L相连接的线路上和功率开关Q1与开关S2相连接的线路上之间连接有开关S31；
还包括短路电流发生单元，用于产生单周波或三周波短路电流，以对被试饱和电抗器L进行短路电流试验。
进一步地，所述短路电流发生单元包括第一短路电流发生支路、第二短路电流发生支路和第三短路电流发生器；
所述第一短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS1、电感L1、开关SS1以及电容C1，在开关SS1和电容C1之间的线路上连接有开关SC1，开关SC1的另一端连接在功率开关Q1和开关S2之间的线路上；
所述第二短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS2、电感L2、开关SS2以及电容C2，在开关SS2和电容C2之间的线路上连接有开关SC2，开关SC2的另一端连接在功率开关Q1和开关S2的之间线路上；
所述第三短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS3、电感L3、开关SS3以及电容C3，在开关SS3和电容C3之间的线路上连接有开关SC3，开关SC3的另一端连接在功率开关Q1和开关S2的之间线路上。
进一步地，在所述整流桥的输出端上还连接有电容C。
进一步地，所述电源为U、V、W三相电源。
进一步地，所述变压器为T变压器。
进一步地，所述整流桥为6脉动晶闸管整流桥。
第二方面，本发明实施例提供了一种综合性饱和电抗器电流试验测试方法，基于上述的测试装置来进行，所述方法包括：
饱和电抗器线圈温升试验：
(1)试验前确认开关S1、S31、S32闭合，开关S2、S41、S42断开；
(2)解锁6脉动晶闸管整流桥，让被试饱和电抗器L流过直流电流；
(3)通过调节T变压器分接头以及6脉动晶闸管整流桥触发角，调节流过过饱和电抗器L的直流电流；
(4)运行至少4个小时，并用测温枪扫描饱和电抗器线圈内部是否有发热点。
进一步地，所述方法还包括：
饱和电抗器铁芯温升试验
(1)试验前确认开关S1、S2、S41、S42开关闭合，开关S31、S32开关断开。
(2)解锁6脉动晶闸管整流桥。
(3)控制Q1、Q3同时导通、Q2、Q4同时关断，保持0.1ms；
(4)控制Q1、Q3同时关断、Q2、Q4同时导通，保持0.1ms；
(5)通过调节T变压器分接头以及6脉动晶闸管整流桥触发角，调节流过过饱和电抗器L的电流大小，期间重复步骤(3)、(4)；
(6)运行至少4个小时，并用测温枪扫描饱和电抗器铁芯内部是否有发热点。
进一步地，所述方法还包括：饱和电抗器短路电流试验
(1)试验前确认开关S1、S2、S41、S42断开；
(2)如开展三周波短路电流试验充电步骤，则闭合开关SC1、SC2、SC3，解锁6脉动晶闸管整流桥，让电容C1、C2、C3充电；如开展单周波短路电流试验，则闭合任意SC1、SC2、SC3任一开关，让对应电容充电；
(3)短路电流发生单元电容充电完成后，闭锁6脉动晶闸管整流桥，断开开关SC1、SC2、SC3；
(4)闭合开关S31、S32；
(5)如开展三周波短路电流试验放电步骤，则依次触发晶闸管TS1、TS2、TS3，触发间隔约18ms；晶闸管触发时，电感与电容产生串联谐振，输出正弦半波电流；由于晶闸管单向流通特性，饱和电抗器值承受正向半波短路电流。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施提供的综合性饱和电抗器电流试验测试装置可对饱和电抗器开展铁芯温升、线圈温升以及短路电流试验，筛选合格的饱和电抗器，大大提升设备集成化程度以及设备利用率，节省设备投资。对发现饱和电抗器电流应力缺陷起到很好的帮助。
附图说明
图1为本发明实施例提供的综合性饱和电抗器电流试验测试装置的组成示意图。
具体实施方式
实施例：
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接、信号连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参阅图1所示，本实施例提供的一种综合性饱和电抗器电流试验测试装置包括变压器，该变压器的输入端用于连接电源，输出端和整流桥的输入端相连接，整流桥的输出端和全桥逆变器相连接，以提供直流电源，全桥逆变器可根据控制器命令输出不同电压波形。
该全桥逆变器包括四个功率开关，分别为Q1、Q2、Q3、Q4，四个功率开关形成一回路；功率开关Q1和Q4相串接并和整流桥的输出端相连接，功率开关Q2和Q3相串接；被试饱和电抗器L的一端通过开关S41连接在功率开关Q1和Q4相串接的线路上，另一端通过开关S42连接在功率开关Q2和Q3相串接的线路上，另一端还通过开关S32连接在功率开关Q4和Q3相连接的线路上；所述整流桥的输出端和功率开关Q1之间连接有开关S1，功率开关Q1和Q2之间连接有开关S2；在开关S41与被试饱和电抗器L相连接的线路上和功率开关Q1与开关S2相连接的线路上之间连接有开关S31；
该装置包括短路电流发生单元，用于产生单周波或三周波短路电流，以对被试饱和电抗器L进行短路电流试验。
本装置通过巧妙设计整流桥、全桥逆变器、短路电流发生单元以及各个开关的位置连接关系以及被试饱和电抗器L的安装位置，可对饱和电抗器开展铁芯温升、线圈温升以及短路电流试验，筛选合格的饱和电抗器。本装置的各个组成部分可以集成安装在一起，大大提升设备集成化程度以及设备利用率，节省设备投资。对发现饱和电抗器电流应力缺陷起到很好的帮助。
具体地，上述短路电流发生单元包括第一短路电流发生支路、第二短路电流发生支路和第三短路电流发生器；
上述第一短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS1、电感L1、开关SS1以及电容C1，在开关SS1和电容C1之间的线路上连接有开关SC1，开关SC1的另一端连接在功率开关Q1和开关S2之间的线路上；
上述第二短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS2、电感L2、开关SS2以及电容C2，在开关SS2和电容C2之间的线路上连接有开关SC2，开关SC2的另一端连接在功率开关Q1和开关S2的之间线路上；
上述第三短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS3、电感L3、开关SS3以及电容C3，在开关SS3和电容C3之间的线路上连接有开关SC3，开关SC3的另一端连接在功率开关Q1和开关S2的之间线路上。
此外，在该整流桥的输出端上还连接有电容C，以起到稳压的作用。
具体地，上述的电源为U、V、W三相电源；上述的变压器为T变压器；上述的整流桥为6脉动晶闸管整流桥。
相应地，本实施例还提供了一种综合性饱和电抗器电流试验测试方法，该方法基于上述的测量装置来进行，具体包括如下测试：
1、饱和电抗器线圈温升试验
(1)试验前确认S1、S31、S32闭合，S2、S41、S42断开；
(2)解锁6脉动晶闸管整流桥，让被试饱和电抗器L流过直流电流；
(3)通过调节T变压器分接头以及6脉动晶闸管整流桥触发角，调节流过过饱和电抗器L的直流电流；
(4)运行至少4个小时，并用测温枪扫描饱和电抗器线圈内部是否有发热点。
2、饱和电抗器铁芯温升试验
(1)试验前确认S1、S2、S41、S42开关闭合，开关S31、S32开关断开；
(2)解锁6脉动晶闸管整流桥；
(3)控制Q1、Q3同时导通、Q2、Q4同时关断，保持0.1ms；
(4)控制Q1、Q3同时关断、Q2、Q4同时导通，保持0.1ms；
(5)通过调节T变压器分接头以及6脉动晶闸管整流桥触发角，调节流过过饱和电抗器L的电流大小，期间重复步骤(3)、(4)；
(6)运行至少4个小时，并用测温枪扫描饱和电抗器铁芯内部是否有发热点。
3、饱和电抗器短路电流试验
(1)试验前确认开关S1、S2、S41、S42断开；
(2)如开展三周波短路电流试验充电步骤，则闭合开关SC1、SC2、SC3，解锁6脉动晶闸管整流桥，让电容C1、C2、C3充电；如开展单周波短路电流试验，则闭合任意SC1、SC2、SC3任一开关，让对应电容充电；
(3)短路电流发生单元电容充电完成后，闭锁6脉动晶闸管整流桥，断开开关SC1、SC2、SC3；
(4)闭合开关S31、S32；
(5)如开展三周波短路电流试验放电步骤，则依次触发晶闸管TS1、TS2、TS3，触发间隔约18ms。晶闸管触发时，电感与电容产生串联谐振，输出正弦半波电流。由于晶闸管单向流通特性，饱和电抗器值承受正向半波短路电流。
综上，本实施例提供的综合性饱和电抗器电流试验测试装置可对饱和电抗器开展铁芯温升试验、线圈温升试验、短路电流试验，大大提升设备集成化程度以及设备利用率，节省设备投资，对发现饱和电抗器电流应力缺陷起到很好的帮助。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种综合性饱和电抗器电流试验测试装置，其特征在于，包括变压器，所述变压器的输入端用于连接电源，输出端和整流桥的输入端相连接，整流桥的输出端和全桥逆变器相连接；
所述全桥逆变器包括四个功率开关，分别为Q1、Q2、Q3、Q4，四个功率开关形成一回路；功率开关Q1和Q4相串接并和整流桥的输出端相连接，功率开关Q2和Q3相串接；被试饱和电抗器L的一端通过开关S41连接在功率开关Q1和Q4相串接的线路上，另一端通过开关S42连接在功率开关Q2和Q3相串接的线路上，另一端还通过开关S32连接在功率开关Q4和Q3相连接的线路上；所述整流桥的输出端和功率开关Q1之间连接有开关S1，功率开关Q1和Q2之间连接有开关S2；在开关S41与被试饱和电抗器L相连接的线路上和功率开关Q1与开关S2相连接的线路上之间连接有开关S31；
还包括短路电流发生单元，用于产生单周波或三周波短路电流，以对被试饱和电抗器L进行短路电流试验。
2.如权利要求1所述的综合性饱和电抗器电流试验测试装置，其特征在于，所述短路电流发生单元包括第一短路电流发生支路、第二短路电流发生支路和第三短路电流发生器；
所述第一短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS1、电感L1、开关SS1以及电容C1，在开关SS1和电容C1之间的线路上连接有开关SC1，开关SC1的另一端连接在功率开关Q1和开关S2之间的线路上；
所述第二短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS2、电感L2、开关SS2以及电容C2，在开关SS2和电容C2之间的线路上连接有开关SC2，开关SC2的另一端连接在功率开关Q1和开关S2的之间线路上；
所述第三短路电流发生支路包括依次串接的晶闸管TS3、电感L3、开关SS3以及电容C3，在开关SS3和电容C3之间的线路上连接有开关SC3，开关SC3的另一端连接在功率开关Q1和开关S2的之间线路上。
3.如权利要求1或2所述的综合性饱和电抗器电流试验测试装置，其特征在于，在所述整流桥的输出端上还连接有电容C。
4.如权利要求1所述的综合性饱和电抗器电流试验测试装置，其特征在于，所述电源为U、V、W三相电源。
5.如权利要求2所述的综合性饱和电抗器电流试验测试装置，其特征在于，所述变压器为T变压器。
6.如权利要求5所述的合性饱和电抗器电流试验测试装置，其特征在于，所述整流桥为6脉动晶闸管整流桥。
7.一种综合性饱和电抗器电流试验测试方法，基于权利要求6所述的测试装置来进行，其特征在于，所述方法包括：
饱和电抗器线圈温升试验：
(1)试验前确认开关S1、S31、S32闭合，开关S2、S41、S42断开；
(2)解锁6脉动晶闸管整流桥，让被试饱和电抗器L流过直流电流；
(3)通过调节T变压器分接头以及6脉动晶闸管整流桥触发角，调节流过过饱和电抗器L的直流电流；
(4)运行至少4个小时，并用测温枪扫描饱和电抗器线圈内部是否有发热点。
8.如权利要求7所述的综合性饱和电抗器电流试验测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
饱和电抗器铁芯温升试验
(1)试验前确认开关S1、S2、S41、S42开关闭合，开关S31、S32开关断开；
(2)解锁6脉动晶闸管整流桥。
(3)控制Q1、Q3同时导通、Q2、Q4同时关断，保持0.1ms；
(4)控制Q1、Q3同时关断、Q2、Q4同时导通，保持0.1ms；
(5)通过调节T变压器分接头以及6脉动晶闸管整流桥触发角，调节流过过饱和电抗器L的电流大小，期间重复步骤(3)、(4)；
(6)运行至少4个小时，并用测温枪扫描饱和电抗器铁芯内部是否有发热点。
9.如权利要求7或8所述的综合性饱和电抗器电流试验测试方法，其特征在于，所述方法还包括：饱和电抗器短路电流试验
(1)试验前确认开关S1、S2、S41、S42断开；
(2)如开展三周波短路电流试验充电步骤，则闭合开关SC1、SC2、SC3，解锁6脉动晶闸管整流桥，让电容C1、C2、C3充电；如开展单周波短路电流试验，则闭合任意SC1、SC2、SC3任一开关，让对应电容充电；
(3)短路电流发生单元电容充电完成后，闭锁6脉动晶闸管整流桥，断开开关SC1、SC2、SC3；
(4)闭合开关S31、S32；
(5)如开展三周波短路电流试验放单步骤，则依次触发晶闸管TS1、TS2、TS3，触发间隔约18ms；晶闸管触发时，电感与电容产生串联谐振，输出正弦半波电流；由于晶闸管单向流通特性，饱和电抗器值承受正向半波短路电流。
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