CN203759189U - 超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置，包括整流电路、逆变电路、大功率励磁变压器、谐振升压电路、连接在谐振升压电路的输出端与逆变电路输入端之间的反馈稳压控制电路，所述的整流电路、逆变电路由变频电源实现，谐振升压电路包括相串联的高压谐振电抗器与电容器，待试验电缆与谐振升压电路输出端相连接，本实用新型变频电源采用低频PWM开关变频电源，这样即可利用现有变电站的600KVA站用变压器作为电源变压器，降低了对变压器的要求。谐振电抗器采用高Q值不饱和电抗器，高Q值电抗器在相同重量上比现有普通电抗器损耗低，从而使得整套系统所需的电源要小的多。

Description

超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置

技术领域

本实用新型涉及在电力系统中用于对超长高压电缆进行交流耐压试验的装置。

背景技术

电力系统中，在电缆的交接试验以及预防性试验中，可采用频率在30～300Hz范围内的交流高压进行耐压试验，以保证电缆的安全运行。

对超长电缆进行耐压试验，必须将试验电压升到规程规定的高压。现有的耐压试验装置，有用线性放大变频电源作为调压变频电源，线性放大变频电源的输出准备效率理论值只有70％，实际值更低。因此，在功率因素同为0.75％及相同谐振回路的情况下，线性电源需要800KVA的站用变压器作为电源变压器，而现有变电站内配用的站用变压器一般为500KVA-600KVA，800KVA的站用变压器一般都难以取到。因此，现有的耐压试验装置往往效率较低或容量不足，对不同电压等级、不同截面、超长电缆(最长可达220kV2400mm2电缆15km)耐压试验不能普遍适用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够降低变频电源输出容量从而可以适用更多种超长电缆耐压试验的装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置，其包括用于将交流电转变为直流电的整流电路、输入端与所述的整流电路的输出端相电连接用于将整流电路输出的直流电转换为设定频率的逆变电路、输入端与所述的逆变电路的输出端相电连接用于将逆变电路输出的交流电进行放大并隔离的大功率励磁变压器、输入端与所述的大功率励磁变压器输出端相电连的谐振升压电路、连接在所述的谐振升压电路的输出端与逆变电路输入端之间的反馈稳压控制电路，所述的整流电路、逆变电路由变频电源实现，所述的谐振升压电路包括高压谐振电抗器以及与所述的高压谐振电抗器相串联的电容器，待试验电缆与所述的谐振升压电路输出端相连接，所述的变频电源为低频PWM开关变频电源，所述的高压谐振电抗器采用高Q值不饱和电抗器。

优化地，所述的高压谐振电抗器由至少两个超大容量空心油浸电抗器并联形成的谐振电抗器组。更进一步地，每个所述的超大容量空心油浸电抗器采用饼式绕制方式，采用饼式绕制方式可以更好利用各饼式电抗器间的互感量，从而更有效的提高了Q值。

优化地，所述的反馈稳压控制电路包括依次相连接的取样反馈电路、单片机控制电路、D/A转换电路、调压电路。

优化地，所述的变频电源输出为低频方波电压信号。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型变频电源采用低频PWM开关变频电源，这样即可利用现有变电站的600KVA站用变压器作为电源变压器，降低了对变压器的要求。同时，由于谐振电抗器采用高Q值不饱和电抗器，高Q值电抗器在相同重量上比现有普通电抗器损耗低，从而使得整套系统所需的电源要小的多。

附图说明

附图1为本实用新型电缆耐压试验装置电原理框图；

附图2为本实用新型电缆耐压试验装置电路原理图；

其中：1、变频电源；11、整流电路；12、滤波电路13、逆变电路；14、电压钳位电路；2、励磁变压器；21、励磁隔离电路3、谐振升压电路；31、高压谐振电抗器32、电容器4、反馈稳压控制电路。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的内容，下面结合附图和实施方式对本实用新型作近一步详细说明。

如图1所示的高压变频谐振电缆耐压试验装置原理图，其包括依次相连接的整流电路11、滤波电路12、逆变电路13、电压钳位电路14、励磁隔离电路21、谐振升压电路3以及连接在谐振升压电路3输出端与逆变电路13输入端之间的反馈稳压控制电路4。其中，整流电路11用于将交流电转变为直流电，逆变电路13用于将经滤波电路12过滤后的直流电转换为设定频率的低压交流电，整流电路11、滤波电路12以及逆变电路13通过变频电源实现，如图2所示。励磁变压电路21用于将逆变电路13输出的交流电进行放大并隔离，谐振升压电路3由高压谐振电抗器31和电容器32串联形成LC谐振回路，见图2。

具体信号流程为：整流电路11将输入的交流市电整流成直流电输出，直流电经过滤波电路12转换成高品质直流，高品质直流经过大功率逆变组件13转换成相应频率的脉宽方波交流电，脉宽方波交流电经过励磁隔离电路21转换成与输入电源隔离的脉宽方波交流电，与输入电源隔离的脉宽方波交流电经过谐振升压电路3转换成高电压正弦波电压从而对被测电缆进行试验。

本实施例中，变频电源1采用低频PWM开关变频电源，其整流电路11采用大功率晶闸管和热管散热器及其吸收电路组成。滤波电路12采用组件形式，用大容量电容串并联及叠成母排紧密相联接。逆变电路13采用单相桥式逆变电路，由四组大功率双极性绝缘栅极场效应管组成，每组由二个大功率双极性绝缘栅极场效应管，通过控制每个场效应管的栅极的开关，可形成依赖于控制频率及调整输出电压的脉宽的周期交流信号。输出电压钳位电路14由二个IGBT组成电压钳位电路和氧化锌过电压器组成。励磁隔离电路21可为隔离变压器2，该变压器同时具有升压和隔离功能，输入为低压调宽方波电压，输出为高压调宽方波电压。

高压谐振电抗器31采用高Q值不饱和电抗器，本实施例中，高压谐振电抗器31用三个超大容量空心油浸电抗器并联而成，组成谐振电抗器组，该电抗器组输出高压端联接负载(即被试品电缆)，同时高压信号经变频交流分压器取样后联接测量电路和反馈电路，用于控制电压稳定并显示电压值，即为图1中的反馈稳压控制电路4，其具体由取样反馈电路、单片机控制电路、D/A转换电路、调压电路组成。

提升谐振电抗器组的Q值，可以降低图2中超大容量变频电源输出容量要求，是实现整个装置超大输出容量的关键之一。本实施例的超大容量空心油浸电抗器采用多饼式绕制方式，具有Q值高、不饱和的特点。多饼式绕制方式更好的利用了各饼间的互感量，得以更有效的提高了Q值，本实施例电抗器的Q值为100左右。

本实用新型电缆耐压试验装置，由于大容量谐振电抗器采用高Q值不饱和电抗器，其在相同重量比现有普通电抗器损耗低，使得整个装置所需的电源要小得多，从而有效提高电源的利用率。多个高Q值大容量电抗器的并联使用，进一步提高了Q值，使得采用低频开关变频电源即可满足对超长电缆的耐压试验需要。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置，其包括用于将交流电转变为直流电的整流电路、输入端与所述的整流电路的输出端相电连接用于将整流电路输出的直流电转换为设定频率的逆变电路、输入端与所述的逆变电路的输出端相电连接用于将逆变电路输出的交流电进行放大并隔离的大功率励磁变压器、输入端与所述的大功率励磁变压器输出端相电连的谐振升压电路、连接在所述的谐振升压电路的输出端与逆变电路输入端之间的反馈稳压控制电路，所述的整流电路、逆变电路由变频电源实现，所述的谐振升压电路包括高压谐振电抗器以及与所述的高压谐振电抗器相串联的电容器，待试验电缆与所述的谐振升压电路输出端相连接，其特征在于：所述的变频电源为低频PWM开关变频电源，所述的高压谐振电抗器采用高Q值不饱和电抗器。

2.根据权利要求1所述的超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置，其特征在于：所述的高压谐振电抗器由至少两个超大容量空心油浸电抗器并联形成的谐振电抗器组。

3.根据权利要求2所述的超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置，其特征在于：每个所述的超大容量空心油浸电抗器采用饼式绕制方式。

4.根据权利要求1所述的超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置，其特征在于：所述的反馈稳压控制电路包括依次相连接的取样反馈电路、单片机控制电路、D/A转换电路、调压电路。

5.根据权利要求1所述的超大容量高压变频谐振电缆耐压试验装置，其特征在于：所述的变频电源输出为低频方波电压信号。