CN112649730A - 模拟负载装置和基于其的串联谐振模拟试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟负载装置和基于其的串联谐振模拟试验系统。模拟负载装置，包括多节串联的单节电容，模拟负载装置的参数与串联谐振试验所需参数相匹配。单节电容包括相对设置的两块封板、设置于两块封板之间的绝缘层。封板采用镀锌钢板，绝缘层采用丝绕环氧筒。各节单节电容层叠设置而形成电容柱体。模拟负载装置还包括设置于电容柱体下方的支撑体、设置于电容柱体上方的均压体。均压体和支撑体之间还设置有若干倾斜的拉杆。串联谐振模拟试验系统包括串联谐振试验系统、与串联谐振试验系统相连接并用作负载的前述的模拟负载装置。本发明能够满足试验系统出厂前进行模拟试验的需求，对试验系统的研制提供切实有效的检测手段。
Description
技术领域
本发明属于电力设备试验技术领域，具体涉及一种针对串联谐振试验系统设计的模拟负载装置以及基于该模拟负载装置的串联谐振模拟试验系统。
背景技术
特高压换流变压器作为特高压工程中最重要的设备之一，其稳定性和可靠性对整个直流系统的运行有着至关重要的作用。换流变压器在运行中，不仅承受交流电压，还要同时承受直流电压，因此决定其结构比一般的交流变压器更复杂，电气绝缘问题更突出。
特高压换流变现场阀侧外施交流电压试验可采用串联谐振试验系统来实现，特高压换流变压器作为串联谐振试验系统的负载，通过串联谐振试验系统中的试验电抗器与负载电容的串联谐振达到升压的目的而进行试验。换流站高端换流变阀外施交流耐压最高可达1297kV，考虑1.2倍裕量，串联谐振试验系统的额定电压将达到1500kV。
对于一般的试验设备厂家来说，无合适的被试负载来模拟特高压换流变压器，而串联谐振试验系统的出厂试验是需要在额定参数下进行的，因此需要解决使用其他物品替代特高压换流变压器进行串联谐振试验系统的出厂模拟试验这一问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适于替代特高压换流变压器以对串联谐振试验系统进行出厂前的模拟试验的模拟负载装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种模拟负载装置，用于在串联谐振试验系统出厂前的串联谐振试验中模拟负载，所述模拟负载装置包括多节串联的单节电容，所述模拟负载装置的参数与所述串联谐振试验所需参数相匹配。
所述单节电容包括相对设置的两块封板、设置于两块所述封板之间的绝缘层。
所述封板采用镀锌钢板，所述绝缘层采用丝绕环氧筒。
各节所述单节电容层叠设置而形成电容柱体。
所述模拟负载装置还包括设置于所述电容柱体下方的支撑体、设置于所述电容柱体上方的均压体。
所述支撑体包括底梁、用于支撑所述底梁的若干个千斤顶，所述电容柱体设置于所述底梁上。
所述均压体包括双层均压环。
所述均压体和所述支撑体之间还设置有若干倾斜的拉杆。
本发明还提供一种利用上述模拟负载装置对串联谐振试验系统进行出厂前的模拟试验所采用的串联谐振模拟试验系统。
一种串联谐振模拟试验系统，包括串联谐振试验系统，还包括与所述串联谐振试验系统相连接并用作负载的前述的模拟负载装置。
所述串联谐振试验系统包括线性变频电源、输入侧与所述线性变频电源相连接的变压器、补偿电抗器和电容分压器，所述补偿电抗器的第一端与所述变压器的输出侧相连接，所述电容分压器的第一端与所述补偿电抗器的第二端相连接，所述电容分压器的第二端接地，所述模拟负载装置的第一端与所述补偿电抗器的第二端相连接，所述模拟负载装置的第二端接地。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够满足试验系统出厂前进行模拟试验的需求，对试验系统的研制提供切实有效的检测手段。
附图说明
附图1为特高压换流变压器阀侧外施耐压试验的接线图。
附图2为本发明的串联谐振模拟试验系统的接线图。
附图3为本发明的模拟负载装置中单体电容的结构示意图。
附图4为本发明的模拟负载装置的结构示意图。
以上附图中：1、封板；2、绝缘层；3、单节电容；4、底梁；5、千斤顶；6、双层均压环；7、拉杆。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：特高压换流变压器阀侧外施耐压试验采用串联谐振试验系统来完成。如附图1所示，串联谐振试验系统包括线性变频电源VF、中间变压器T1、补偿电抗器L和电容分压器Cf。线性变频电源VF连接380V交流电源并输出可调频率的电压，中间变压器T1的输入侧与线性变频电源VF的输出相连接，补偿电抗器L的第一端与中间变压器T1的输出侧相连接，电容分压器Cf的第一端与补偿电抗器L的第二端相连接，电容分压器Cf的第二端接地。
在对特高压换流变压器T进行阀侧外施耐压试验时，换流变压器T的阀侧套管a与补偿电抗器L相连，阀侧套管b悬空，换流变压器T的网侧套管A与B相连并接地。从套管a与b末屏处引接阻抗检测，获取局放信号，即在套管a串联套管电容C1、局放检测阻抗Zm1，在套管b串联套管电容C2、局放检测阻抗Zm2，获取局放信号PD。
串联谐振试验系统中的负载，即特高压换流变压器的阀侧套管及阀侧绕组的对地电容，一般约为十几个nF，因此只需设计出合适的无局放电容器即可进行串联谐振试验系统的模拟试验。
针对上述串联谐振试验系统所设计的作为负载以进行出厂前的串联谐振模拟试验的模拟负载装置（模拟负载电容），即包括多节串联的单节电容3，该模拟负载装置的参数与串联谐振试验所需参数相匹配。串联谐振试验系统的整体设备技术参数为1500kV，30A，系统工作频率30 – 300Hz，设计系统谐振频率145Hz，补偿电抗器20H，可得相应的模拟负载电容器C值约为20nF，基本符合特高压换流变压器的阀侧套管及阀侧绕组的对地电容范围之内。
模拟负载电容器的工作频率为145Hz, 在额定试验电压下的电流为27.2A，相对于常规的工频50Hz，因工作频率高，有功损耗增大，而受串联谐振试验系统的电容容量限制，模拟负载电容的有功损耗必须控制在较低的范围内，所以必须选用高频低损耗的无局放电容器，在145Hz频率下的介损tanδ小于0.1%。
如附图2所示，串联谐振试验系统与作为负载的模拟负载装置（模拟负载电容Cx）相连接，即构成了能够对串联谐振试验系统进行模拟试验的串联谐振模拟试验系统，其中，模拟负载装置（模拟负载电容Cx）的第一端与补偿电抗器L的第二端相连接，模拟负载装置（模拟负载电容Cx）的第二端接地。由电容分压器Cf中获取局放信号PD。
该模拟负载装置（模拟负载电容Cx）的具体方案为：各节单节电容3如附图3所示，包括相对设置的两块封板1、设置于两块封板1之间的绝缘层2。两块封板1上下分布，均采用镀锌钢板，镀锌钢板在试验时同时充当均压环6使用，可以减少均压环6的使用，绝缘层2采用丝绕环氧筒。各节单节电容3层叠设置而形成电容柱体。
如附图4所示，该模拟负载装置（模拟负载电容Cx）还包括支撑体、均压体以及若干拉杆7。支撑体设置于电容柱体下方以对电容柱体起到支撑作用，支撑体包括底梁4、用于支撑底梁4的若干个千斤顶5。电容柱体设置于底梁4上，底梁4可以是由板件或杆件连接构成。均压体设置于电容柱体上方，其包括双层均压环6。拉杆7倾斜设置在均压体和支撑体之间并分布于电容柱体的外周各方向，其两端分别与均压体、支撑体相连接并拉紧。
上述模拟负载装置（模拟负载电容Cx）采用多节结构，单节额定电压300kV，额定电容量100nF，局放量小于5pC，介损小于0.05%，试验时采用5节串联，整体额定电压为1500kV，电容量为20nF。
设计模拟负载装置（模拟负载电容Cx）充当特高压换流变压器在进行阀外施交流耐压局放试验中的试品，可进行1500kV无局放串联谐振试验系统的模拟试验，对试验系统的研制提供切实有效的检测手段。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士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。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种模拟负载装置，用于在串联谐振试验系统出厂前的串联谐振试验中模拟负载，其特征在于：所述模拟负载装置包括多节串联的单节电容，所述模拟负载装置的参数与所述串联谐振试验所需参数相匹配。
2.根据权利要求1所述的模拟负载装置，其特征在于：所述单节电容包括相对设置的两块封板、设置于两块所述封板之间的绝缘层。
3.根据权利要求2所述的模拟负载装置，其特征在于：所述封板采用镀锌钢板，所述绝缘层采用丝绕环氧筒。
4.根据权利要求1所述的模拟负载装置，其特征在于：各节所述单节电容层叠设置而形成电容柱体。
5.根据权利要求4所述的模拟负载装置，其特征在于：所述模拟负载装置还包括设置于所述电容柱体下方的支撑体、设置于所述电容柱体上方的均压体。
6.根据权利要求5所述的模拟负载装置，其特征在于：所述支撑体包括底梁、用于支撑所述底梁的若干个千斤顶，所述电容柱体设置于所述底梁上。
7.根据权利要求5所述的模拟负载装置，其特征在于：所述均压体包括双层均压环。
8.根据权利要求5所述的模拟负载装置，其特征在于：所述均压体和所述支撑体之间还设置有若干倾斜的拉杆。
9.一种串联谐振模拟试验系统，包括串联谐振试验系统，其特征在于：所述串联谐振模拟试验系统还包括与所述串联谐振试验系统相连接并用作负载的如权利要求1至8中任一项所述的模拟负载装置。
10.根据权利要求9所述的串联谐振试验系统，其特征在于：所述串联谐振试验系统包括线性变频电源、输入侧与所述线性变频电源相连接的变压器、补偿电抗器和电容分压器，所述补偿电抗器的第一端与所述变压器的输出侧相连接，所述电容分压器的第一端与所述补偿电抗器的第二端相连接，所述电容分压器的第二端接地，所述模拟负载装置的第一端与所述补偿电抗器的第二端相连接，所述模拟负载装置的第二端接地。
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