CN218788238U - 高压实验电路及平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压实验电路及平台，高压实验电路包括电源输入接口、调压器、升压变压器和负载连接端，外接输入电源通过调压器进行调压后输入至升压变压器，升压变压器再将调压后的交流电进行升压后变为高压交流电，再通过半波整流器转换为高压直流电输入至负载，通过调压器可以根据实验需要调节输出电压的大小，在负载连接端的正极和负极之间设置第二开关器件和放电电阻构成快速放电单元。既能对负载充电，又能对负载放电，提高了实验效率。通过调压器调压、升压变压器升压实现较高的直流电压输出，无需过多的电子产品控制，操作简单安全、可靠耐用。采用半波整流方式，设计简洁，使用器件少，成本低。

Description

高压实验电路及平台

技术领域

本实用新型涉及高压设备实验领域，具体的涉及一种高压实验电路及平台。

背景技术

柔性直流输电所采用的阀单元，都需要进行双脉冲实验、转折实验、旁路开关误合等高压实验，这些实验均需要具备一定输出电压和电流的直流源。然而现有的搭载直流源设备的高压试验平台存在的问题是1、不具备快速归零和快速放电功能。2、需要配置多种电子控制模组来调节输出电压的大小，结构复杂、成本高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种高压实验电路，能够解决现有高压实验平台存在的不具备快速归零和快速放电功能、结构复杂成本高的问题。

根据本实用新型第一方面实施例的高压实验电路，包括：电源输入接口，用于接入外接电源；调压器，所述电源输入接口连接所述调压器的输入端；升压变压器，所述调压器的输出端连接所述升压变压器的输入端；负载连接端，所述升压变压器的正极输出端通过第一开关器件连接所述负载连接端的正极，所述升压变压器的负极输出端连接所述负载连接端的负极，所述负载连接端的正极通过依次串联的第二开关器件和放电电阻连接所述负载连接端的负极。

根据本实用新型第一方面实施例的高压实验电路，至少具有如下技术效果：本实用新型实施方式中外接输入电源通过调压器进行调压后输入至升压变压器，升压变压器再将调压后的交流电进行升压后变为高压交流电，再通过半波整流器转换为高压直流电输入至负载，实现快速充电，通过调压器可以根据实验需要调节输出电压的大小，此外在半波整流器负载连接端的正极之间设置第一开关器件，可以根据需要实时投入或者切断负载，在负载连接端的正极和负极之间设置第二开关器件和放电电阻构成快速放电单元，当需要时将第二开关器件闭合可以确保负载电容快速放电。

本实用新型实施方式把输出直流电压调节和快速放电集成在一套电路中，既能对负载充电，又能对负载放电，放电速度可以控制在30s以内，提高了实验效率和安全性。通过调压器调压、升压变压器升压实现较高的直流电压输出，无需过多的电子产品控制，操作简单安全、可靠耐用。采用半波整流方式，设计简洁，使用器件少，成本低。

根据本实用新型的一些实施例，所述升压变压器的正极输出端通过软起电阻R1连接第一开关器件。

根据本实用新型的一些实施例，所述软起电阻R1和所述升压变压器的正极输出端之间设置有整流二极管D1。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一开关器件和第二开关器件为互锁结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一开关器件和第二开关器件皆采用接触器。

根据本实用新型的一些实施例，所述电源输入接口与调压器之间设置有第三开关器件。

根据本实用新型的一些实施例，所述第三开关器件为接触器。

根据本实用新型的一些实施例，所述调压器的输出端连接有交流电压表。

根据本实用新型的一些实施例，所述调压器与所述升压变压器之间设置有断路器。

根据本实用新型第一方面实施例的高压试验平台，包括：平台本体，所述平台本体上配置有上述的高压实验电路。

根据本实用新型的一些实施例，所述平台本体上设置有升压按钮和降压按钮，所述升压按钮通过正继电器控制所述调压器的输出电压升高，所述降压按钮通过反继电器控制所述调压器的输出电压降低，所述升压按钮和降压按钮为互锁结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述平台本体上设置有快速放电按钮以用于控制第二开关器件的开闭。

根据本实用新型的一些实施例，所述平台本体上设置有一键降压按钮，所述一键降压按钮通过降压继电器控制调压器的点动降压。

根据本实用新型第二方面实施例的高压试验平台，至少具有如下技术效果：本实用新型实施方式中外接输入电源通过调压器进行调压后输入至升压变压器，升压变压器再将调压后的交流电进行升压后变为高压交流电，再通过半波整流器转换为高压直流电输入至负载，实现快速充电，通过调压器可以根据实验需要调节输出电压的大小，此外在半波整流器负载连接端的正极之间设置第一开关器件，可以根据需要实时投入或者切断负载，在负载连接端的正极和负极之间设置第二开关器件和放电电阻构成快速放电单元，当需要时将第二开关器件闭合可以确保负载电容快速放电。本实用新型实施方式把输出直流电压调节和快速放电集成在一套设备中，既能对负载充电，又能对负载放电，放电速度可以控制在30s以内，提高了实验效率。通过调压器调压、升压变压器升压实现较高的直流电压输出，无需过多的电子产品控制，操作简单安全、可靠耐用。采用半波整流方式，设计简洁，使用器件少，成本低。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例中高压实验电路的电路原理图；

图2为本实用新型实施例中高压实验平台的控制逻辑图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参考图1，一种高压实验电路，包括：电源输入接口、调压器、升压变压器TA和负载连接端。电源输入接口接入外接电源，本实施例中采用单相市电线电压输入，也可以采用其他常规的电源输入，电源输入接口连接调压器的输入端，本实施例中调压器为单相调压器REG，单相调压器 REG的输出端连接升压变压器TA的输入端；负载连接端的作用是连接负载电容，升压变压器的正极输出端通过依次串联的半波整流器、软起电阻R1和第一开关器件连接负载连接端的正极，本实施例中半波整流器采用整流二极管D进行单相的整流，当然也可以根据实际需要更换其他的整流电路，升压变压器的负极输出端连接负载连接端的负极，负载连接端的正极通过依次串联的第二开关器件和放电电阻R2连接负载连接端的负极以实现快速放电。本实施例中第一开关器件为接触器KM2，第二开关器件为接触器KM3，除了接触器以外还可以采用其他常规的开关元件。

为了保证安全性，接触器KM2和接触器KM3为互锁结构，能够避免输出的直流电被放电电阻R2短接，电源输入接口与单相调压器REG之间设置有第三开关器件，第三开关器件为接触器KM1，单相调压器REG的输出端连接有交流电压表，通过交流电流表来预估输出直流电压的大小，提高实验的可控性。调压器与升压变压器之间设置有断路器QF，一方面是连接电路的需要，另外也为平台控制的调试提供了方便。

本实用新型的具体工作原理为：单相市电380V交流输入到调压器REG；调压器REG的输出可以根据实验需要进行调节，在不需要明显提高设计绝缘的情况下，可以采用较高的输出电压，例如，430V或者500V交流；升压变压器TA的变比较高，例如20倍，可以起到隔离高压和低压的作用；升压变压器TA输出后的高压交流电经整流二极管D进行半波整流后得到高压直流电，再经软起电阻R1和接触器KM2输入到负载；本实施例中软起电阻R1采用阻值在kΩ级别的电阻，设置阻值较大的软起电阻R1 是为了限制电压升高过快，可以有效降低对前端调压器和升压变压器容量的需求，正基于此，负载电容上的电压变化会比较慢，稳定时间较长，可以在百毫秒级别；软起电阻R1还能限制负载短路时的大电流对前端调压器和变压器等设备和线路的冲击，便于实现过载耐受和及时停机。接触器KM2可以根据需要实时投入或者切断负载；接触器KM3和放电电阻 R2串联构成快速放电单元，放电电阻R2的阻值较小，选择Ω级别的即可，接触器KM3的闭合可以快速放电单元与负载连接起来，确保负载电容快速放电。

本实用新型还涉及一种高压试验平台，包括：平台本体，平台本体上配置上述的高压实验电路。

参考图2，平台本体上设置有启动按钮S1、升压按钮S2、降压按钮 S3和一键降压按钮S4，通过启动按钮S1可以控制接触器KM1和KM2的开闭，从而控制平台的启动和关闭，升压按钮S2通过正继电器K1控制单相调压器REG的直流输出电压升高，降压按钮S3通过反继电器K2控制单相调压器REG的直流输出电压降低，升压按钮S2和降压按钮S3为互锁结构。一键降压按钮S4通过降压继电器K3控制调压器的点动降压。正继电器K1的常开端子5和常开端子9，反继电器K2的常闭端子4和常闭端子12以及降压继电器K3连接单相调压器REG中电机M的正极端子，反继电器K2的常开端子5和常开端子9，正继电器K1的常闭端子4和常闭端子12连接单相调压器REG中电机M的负极端子，实现了升压按钮S2 和降压按钮S3的互锁功能。

平台本体上设置有快速放电按钮S5，通过快速放电按钮S5控制接触器KM3的开闭，进行负载的快速放电，经过实验，放电速度可以在30s 以内，极大的提升了实验效率。通过一键降压按钮S4可以把调压器的输出电压降低至零。当实验完成后通过一键降压按钮S4和快速放电按钮S5 可以迅速将实验设备进行关闭，无需过多操作，提高实验效率和安全性。

快速放电与直流电压输出调高或者调低之间需要经过复位操作，这样可以起到互锁作用，快速放电时，接触器KM3闭合直至把负载电荷放完；直流电压输出由启动按钮S1控制，启动后，接触器KM1和接触器KM2 的常开触点闭合，实现点动启动，然后可通过升压按钮S2/降压按钮S3 控制正继电器K1/反继电器K2，通过正继电器K1/反继电器K2控制单相调压器REG的输出电压升高/降低。

综上所述，本实用新型实施方式把输出直流电压调节和快速放电集成在一套设备中，既能对负载充电，又能对负载放电，放电速度可以在 30s以内，提高了实验效率。通过调压器调压、升压变压器升压实现较高的直流电压输出，无需过多的电子产品控制，操作简单安全、可靠耐用。采用半波整流方式，设计简洁，使用器件少，成本低。平台具备点动降压和一键降压的功能，应用更加灵活，操控更加方便。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种高压实验电路，其特征在于，包括：

电源输入接口，用于接入外接电源；

调压器，所述电源输入接口连接所述调压器的输入端；

升压变压器，所述调压器的输出端连接所述升压变压器的输入端；

负载连接端，所述升压变压器的正极输出端通过依次串联的半波整流器和第一开关器件连接所述负载连接端的正极，所述升压变压器的负极输出端连接所述负载连接端的负极，所述负载连接端的正极通过依次串联的第二开关器件和放电电阻连接所述负载连接端的负极。

2.根据权利要求1所述的高压实验电路，其特征在于：所述半波整流器与所述第一开关器件之间连接有软起电阻R1。

3.根据权利要求1所述的高压实验电路，其特征在于：所述第一开关器件和第二开关器件为互锁结构。

4.根据权利要求1所述的高压实验电路，其特征在于：所述电源输入接口与调压器之间设置有第三开关器件。

5.根据权利要求1所述的高压实验电路，其特征在于：所述调压器的输出端连接有交流电压表。

6.根据权利要求1所述的高压实验电路，其特征在于：所述调压器与所述升压变压器之间设置有断路器。

7.一种高压实验平台，其特征在于，包括：平台本体，所述平台本体上配置有权利要求1至6任意一项所述的高压实验电路。

8.根据权利要求7所述的高压实验平台，其特征在于：所述平台本体上设置有升压按钮和降压按钮，所述升压按钮通过正继电器控制所述调压器的输出电压升高，所述降压按钮通过反继电器控制所述调压器的输出电压降低，所述升压按钮和降压按钮为互锁结构。

9.根据权利要求7所述的高压实验平台，其特征在于：所述平台本体上设置有快速放电按钮以用于控制第二开关器件的开闭。

10.根据权利要求7所述的高压实验平台，其特征在于：所述平台本体上设置有一键降压按钮，所述一键降压按钮通过降压继电器控制调压器的点动降压。

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