CN2031533U

CN2031533U - 一种变频式串联谐振耐压试验装置

Info

Publication number: CN2031533U
Application number: CN 88210410
Authority: CN
Inventors: 张泰石; 杨玉玠; 韩雨江
Original assignee: Individual
Current assignee: Han Yujiang; Yang Yuzhen
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1989-01-25

Abstract

一种变频式串联谐振耐压试验装置，适用于输变电工程电力设备及其元器件耐压与局部放电指标测试工作。该装置采用频率范围为30～300赫线性放大式变频器、中间变压器、空心超高压电抗器、玻璃钢均压环、导电纤维布制成的超高压软联线与具有玻璃钢外壳的超高压谐振电容器组成。其特点是波形失真小，带负载能力强，效率较高，易获得较高的局部放电指标，抗闪络能力强。

Description

本实用新型属于一种适用于输变电工程电力设备及其元器件耐压与局部放电指标测试的变频式串联谐振耐压试验装置。

为了测试电力设备及其元器件耐压与局部放电指标，大部分超高压试验装置皆采用谐振升压原理。一般公知的耐压试验装置为了实现谐振，可分为三种型式：调容式、调感式与晶闸管变频式。调容式系用高压电抗器、被试品电容及附加高压电容在工频谐振，由于被试品容量与附加电容数量限制，不能实现准确谐振；回路有效品质因数较低；由于电抗器中有铁芯，电压升高时电感发生变化而改变谐振状态；由于采用试验变压器供给激励电压，易造成过压致使被试品击穿。调感式系用固定电容与超高压可变电抗器达到与工频谐振，由于受到结构限制，体积与重量皆较大，不易得到高电压。晶闸管变频式系采用固定的电抗器电感和标准电容，晶闸管式（SCR）变频器作激励源，变化频率实现谐振。这种变频式试验装置波形失真大，调压困难，不能测试局部放电；电压稳定度低，带负荷能力差；抗闪络能力欠佳。

本实用新型的目的在于，提供一种新型变频式串联谐振耐压试验装置，使之适用于输变电工程电力设备及其元器件耐压与局部放电指标检测试验工作，以期代替一般公知的耐压试验装置，并弥补后者技术性能上的不足。

本实用新型的目的是这样实现的：

采用频率范围为30～300赫线性放大式变频器、中间变压器、空心超高压电抗器、玻璃钢均压环、导电纤维布制成的超高压软联线与具有玻璃钢外壳的超高压谐振电容器组成的试验装置，进行电力设备及其元器件耐压与局部放电指标检测试验。

本实用新型的特点是：

波形失真小。变频器输出波形失真不大于2％，谐振后各电压波形失真小于0.2％，比晶闸管式变频器失真小一个数量级。

带负载能力强，加入被试品后电压降很小。

有效Q（品质因数）值与电抗器理论Q值相差较小，即效率较高。

输出电压从零起可作精细调节。由于激励电压为正弦波，易获得较高的局部放电指标。当本实用新型在600千伏时，局部放电量值达5皮库。

抗闪络能力强。

以下将结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型系统结线示意图。

图2是本实用新型的线性放大式变频器电子线路图。

参照图1，本实用新型包括频率范围为30～300赫线性放大式变频器BP、中间变压器TR、空心超高压电抗器DK、玻璃钢均压环JY、导电纤维布制成的超高压软联线，DX与具有玻璃钢外壳的超高压谐振电容器DR等部分。

参照图2，本实用新型的线性放大式变频器BP由信号发生单元A、激励级单元B、功率输出单元C、高压供电及过流保护单元D及低压供电单元E组成。信号发生单元A由运算放大器6、三极管10、11、二极管7、8、信号灯5、电阻2～4、9、12、13及电容1、14组成。该单元构成一个文氏振荡器，产生幅值稳定、失真小、频率可连续变化的正弦信号，其频率由电阻2、4及可变电容1决定。

激励级单元B由三极管15、17、21、22、24、25、29、32、41、42、50、57、59、60、63、64、68、69，稳压二极管37及阻容元件16、18～20、23、26～28、30、31、33～36、38～40、43～49、51～56、58、61、62、65～67、70组成。信号发生单元A输出的正弦波加至激励级单元B的输入端。三极管41、42构成一个差动放大器，由其集电极输出大小相同而相位相反的二个信号分别去激励15、17、21、22、24、25、29、32及50、57、59、60、63、64、68、69这两组三极管。以第一组为例，三极管25、29构成一个互补放大器，三极管32为其恒流源负载。三极管24用于稳定三极管15、22的工作点。三极管15、17、21、22组成全互补集电极输出的跟随器。激励级单元B的输出由上述两组三极管的输出迭加而得，因而可得到两倍于电源电压的峰值输出。该输出与负反馈变压器71送来的反馈电压迭加后，加至功率输出单元C的输入变压器72上。

功率输出单元C由2000支大功率高反压晶体三极管构成。以500支为一组，共四组Ⅰ～Ⅳ构成线性放大器。为了使众多三极管实现电流平均分配，每支管子的发射极与基极均串入电阻。电阻73、75，电位器74供给第Ⅰ组三极管起始偏压以降低交越失真，其它三组亦同。由功率输出单元C送出的变频器输出正弦波电压约有350伏有效值，由中间变压器100升至20千伏后，去激励由高压电抗器101和高压电容102组成的串联谐振回路。当谐振时，由于激励电压被提升Q倍，可得到800～900千伏的超高压。

高压供电及过流保护单元D由三相桥式整流器80，滤波电感83，滤波电容86、87，限流电感88，晶闸管81、89，真空断路器78，启动开关77及阻容元件79、82、84、85、91～93组成。当功率输出单元C过流时，在取样电阻92上产生压降达到晶闸管89的触发电压时，晶闸管89导通，将高压电源短路，使电压下降，从而保护功率输出单元C的三极管，使之免遭击穿。为防止因晶闸管89短路产生的巨量短路电流持续时间过长导致三相桥式整流器80损坏，设置了真空断路器78，其断路绕组由晶闸管81控制，触发电压亦取自电阻92。晶闸管81导通后，在工频半个周波内可将三相供电电源切断。

低压供电单元E由单相变压器94，桥式整流器95、98，三端稳压器97及滤波电容96、99构成。三端稳压器97供给信号发生单元A±15伏稳压，桥式整流器98供给激励级单元B24伏不稳压。

空心超高压电抗器DK内取消了铁芯，采用空心结构，提高了局部放电指标。

超高压谐振电容器DR采用环氧玻璃钢做外壳，使该电容器介质损耗不大于3×10^－4，局部放电量在额定电压（250千伏）80％时小于1皮库。

本实用新型的线性放大式变频器BP当输出功率为50千瓦的时候，整机重约350千克。本实用新型整套装置重不足4吨，给现场测试工作带来很大方便。

Claims

1、一种适用于输变电工程电力设备及其元器件耐压与局部放电指标测试的变频式串联谐振耐压试验装置，除包括中间变压器TR、玻璃钢均压环JY、导电纤维布制成的超高压软联线DX外，其特征是，还包括线性放大式变频器BP、空心超高压电抗器DK及具有玻璃钢外壳的超高压谐振电容器DR部分，线性放大式变频器由信号发生单元A、激励级单元B、功率输出单元C、高压供电及过流保护单元D及低压供电单元E组成，信号发生单元A由运算放大器6、三极管10、11、二极管7、8、信号灯5、电阻2～4、9、12、13及电容1、14组成，激励级单元B由三极管15、17、21、22、24、25、29、32、41、42、50、57、59、60、63、64、68、69、稳压二极管37及阻容元件16、18～20、23、26～28、30、31、33～36、38～40、43～49、51～56、58、61、62、65～67、70组成，功率输出单元C由2000支大功率高反压晶体三极管构成，以500支为一组，共四组构成线性放大器，高压供电及过流保护单元D由三相桥式整流器80、滤波电感83、滤波电容86、87、限流电感88、晶闸管81、89、真空断路器78、启动开关77及阻容元件79、82、84、85、91～93组成，低压供电单元E由单相变压器94、桥式整流器95、98、三端稳压器97及滤波电容96、99构成。

2、根据权利要求1所述的耐压试验装置，其特征是，空心超高压电抗器DK内取消了铁芯，采用空心结构。

3、根据权利要求1所述的耐压试验装置，其特征是，超高压谐振电容器DR采用环氧玻璃钢做外壳。