TWI391693B - 於高壓電抗器電壓試驗配置、變壓器感應及部分放電試驗配置之變頻電壓產生裝置 - Google Patents

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於高壓電抗器電壓試驗配置、變壓器感應及部分放電試驗配置之變頻電壓產生裝置
本發明係關於一種變頻電壓產生裝置，尤指一種適用於高壓電抗器電壓試驗、變壓器感應及部分放電試驗之變頻電壓產生裝置。
一般而言，電器迴路的主要組成部分有電阻、電容和電抗。電抗係具有抑制電流變化的作用，電力系統中所採用的電抗器，主要係用來限制短路電流。當然，電抗器也可在濾波器中與電容器串聯、或並聯，以限制電器迴路中的高頻諧波。
現今電力系統中常用的高壓電抗器，其額定電壓為單相360kV、三相345kV、三相161kV、或三相33kV等。於高壓電抗器的電壓試驗中，並聯迴路欲達所需之試驗電壓，其輔助變壓器之體積、電壓均要相當於高壓電抗器之等級以上，在施加調整上相當不容易。
一般而言，使用發電機、或變頻發電機進行高壓電抗器的電壓試驗，發電機不但體積大、電源取得不易，且其所發出電壓波形之電源品質要達到量測部份放電之電源亦相當不易。因此，確實有必要針對此一課題進行改進。
有鑑於此，本發明提供一種變頻電壓產生裝置，俾能有效取代發電機電源以進行高壓電抗器電壓試驗。
高壓電抗器電壓試驗配置包含一電阻、一電容塔、一高壓電抗器、一第一第容、一第二電容、及一操作控制台，該電阻係電性連接至該電容塔，該電容塔係電性連接至該高壓電抗器，該第一第容係電性連接至該高壓電抗器、該電容塔、及該第二電容，該操作控制台係電性連接至該第一第容、該第二電容、及該變頻電壓產生裝置。
本發明之變頻電壓產生裝置包括：一輔助變壓器，其係電性連接至該電阻；以及一變頻發電機，其係電性連接至該輔助變壓器；其中，該變頻發電機之頻率係為該電容塔、及該高壓電抗器之共振頻率，係致使該變頻發電機提供予該高壓電抗器電壓試驗之電壓為高電壓。
其次，本發明之變頻電壓產生裝置，亦可有效取代發電機電源以進行變壓器感應及部分放電試驗。
變壓器感應及部分放電試驗配置係包含一變壓器、一電容單元、一阻抗單元、一第一第容、一第二電容、及一操作控制台，該變壓器包含有一一次側、及一二次側。
本發明之變頻電壓產生裝置包括：一輔助變壓器，其係電性連接至該變壓器之一次側；一濾波電容器，其係電性連接至該輔助變壓器；以及一變頻發電機，其係電性連接至該濾波電容器；其中，該電容單元係電性連接至該變壓器之二次側及該阻抗單元，該第一第容係電性連接至該變壓器之二次側、及該電容單元，該操作控制台係電性連接至該第一第容、該第二電容、及該變頻發電機，該變頻發電機係供予該變壓器感應及部分放電試驗之電壓。
請先參考圖1，圖1係本發明一較佳實施例之高壓電抗器電壓試驗系統架構圖。如圖所示，本發明所提供之變頻電壓產生裝置1係適用於一高壓電抗器電壓試驗配置。該高壓電抗器電壓試驗配置包含一電阻21、一電容塔22、一高壓電抗器23、一第一第容24、一第二電容25、及一操作控制台26。電阻21係電性連接至電容塔22，較佳地，該電阻21係為一可調式電阻。電容塔22係電性連接至高壓電抗器23，較佳地，該電容塔22係為一可調式電容塔，其包含有一濾波電抗221，該電容塔22之示意圖如圖2所示。第一電容24係電性連接至高壓電抗器23、電容塔22、及第二電容25。操作控制台26係電性連接至第一第容24、第二電容25、及變頻電壓產生裝置1。
變頻電壓產生裝置1包括一輔助變壓器11、及一變頻發電機12。輔助變壓器11係電性連接至電阻21，變頻發電機12係電性連接至輔助變壓器11。其中，該變頻發電機12之頻率係為電容塔22、及高壓電抗器23之共振頻率。經由將變頻發電機12之頻率調整為共振頻率，係可致使變頻發電機12提供予高壓電抗器23電壓試驗之電壓值為高電壓。
關於共振頻率的原理及計算方式，請參考圖3，圖3係為一RLC串聯電路圖。如圖所示，RLC串聯電路中，包含一交流電源30、一電阻31、一電抗32、及一電容33。電路之總電壓為E，總電流為I。由於該電路係為串聯，故電路中各元件之電流相等：I=IR =IL =IC ，其中，電阻31之電阻值為R，電阻31之電壓係與電流同相，其電阻電壓為：ER =IR，電抗32之電抗值為L、感抗值為XL ，電抗32之電壓係超前電流90度相角，其電抗電壓為：EL =IXL ，電容33之電容值為C、容抗值為XC ，電容33之電流係超前電壓90度相角，其電容電壓為：EC =IXC ，總電壓E係為ER 、EL 、及EC 之向量合，由於EL 與EC 反相，故總電壓E即為IR與I(XL -XC )之向量合： 當感抗XL 與容抗XC 大小相等時，電流I達到最大值，並且與總電壓E同相，此即共振現象，其頻率即為共振頻率。其中，XL =WL，EC =1/WC，W係為相位角，當XL =EC 時，亦即WL=1/WC，可求得共振頻率： f係為電抗32與電容33之共振頻率。將變頻發電機12之頻率調整為電容塔22、及高壓電抗器23之共振頻率，即可提供高電壓予高壓電抗器23，以進行高壓電抗器23之電壓試驗。
除此之外，當共振迴路達所需之試驗電壓，高壓電抗器23、或迴路上發生異常時，係立即失去共振點而降壓。此種迴路只有降壓條件無再昇壓之危害，且降壓速度快速，不會危及高壓電抗器23。
其次，本發明之變頻電壓產生裝置1亦可適用於一變壓器感應及部分放電試驗配置。請參考圖4，圖4係本發明另一較佳實施例之變壓器感應及部分放電試驗配置示意圖。如圖所示，該變壓器感應及部分放電試驗配置係包含一變壓器41、一電容單元42、一阻抗單元43、一第一第容44、一第二電容45、一部分放電量測儀46、及一操作控制台47。變壓器41包含有一一次側41a、及一二次側41b。
本發明之變頻電壓產生裝置1包括：一輔助變壓器11、一變頻發電機12、及一濾波電容器13。輔助變壓器11係電性連接至變壓器41之一次側41a，濾波電容器13係電性連接至輔助變壓器11、及變頻發電機12，較佳地，該濾波電容器13係由複數個電容串並聯組成。電容單元42係電性連接至變壓器41之二次側41b、及阻抗單元43。第一第容44係電性連接至變壓器41之二次側41b、及電容單元42。操作控制台47係電性連接至第一第容44、第二電容45、及變頻發電機12。部分放電量測儀46係電性連接至阻抗單元43。經由此一配置方式，本發明之變頻發電機12係可供予該變壓器 感應及部分放電試驗之所需電壓，並有效取代發電機電源，且變頻電壓產生裝置1之移動性高、不佔空間，係使變壓器感應及部分放電試驗能有效地進行。
然而，上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1‧‧‧變頻電壓產生裝置
11‧‧‧輔助變壓器
12‧‧‧變頻發電機
13‧‧‧濾波電容器
21,31‧‧‧電阻
22‧‧‧電容塔
23‧‧‧高壓電抗器
24,44‧‧‧第一第容
25,45‧‧‧第二電容
26,47‧‧‧操作控制台
221‧‧‧濾波電抗
30‧‧‧交流電源
32‧‧‧電抗
33‧‧‧電容
41‧‧‧變壓器
42‧‧‧電容單元
43‧‧‧阻抗單元
46‧‧‧部分放電量測儀
41a‧‧‧一次側
41b‧‧‧二次側
圖1係本發明一較佳實施例之高壓電抗器電壓試驗系統架構圖。
圖2係本發明一較佳實施例之電容塔示意圖。
圖3係本發明一較佳實施例之RLC串聯電路圖。
圖4係本發明另一較佳實施例之變壓器感應及部分放電試驗系統架構圖。
1．．．變頻電壓產生裝置
11．．．輔助變壓器
12．．．變頻發電機
21．．．電阻
22．．．電容塔
23．．．高壓電抗器
24．．．第一第容
25．．．第二電容
26．．．操作控制台
221．．．濾波電抗

Claims (7)

  1. 一種於高壓電抗器電壓試驗配置之變頻電壓產生裝置，該高壓電抗器電壓試驗配置包含一電阻、一電容塔、一高壓電抗器、一第一第容、一第二電容、及一操作控制台，該電阻係電性連接至該電容塔，該電容塔係電性連接至該高壓電抗器，該第一第容係電性連接至該高壓電抗器、該電容塔、及該第二電容，該操作控制台係電性連接至該第一第容、該第二電容、及該變頻電壓產生裝置，該變頻電壓產生裝置包括：一輔助變壓器，其係電性連接至該電阻；以及一變頻發電機，其係電性連接至該輔助變壓器；其中，該變頻發電機之頻率係為該電容塔、及該高壓電抗器之共振頻率，係致使該變頻發電機提供予該高壓電抗器電壓試驗之電壓為高電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之於高壓電抗器電壓試驗配置之變頻電壓產生裝置，其中，該電阻係為一可調式電阻。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之於高壓電抗器電壓試驗配置之變頻電壓產生裝置，其中，該電容塔係為一可調式電容塔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之於高壓電抗器電壓試驗配置之變頻電壓產生裝置，其中，該電容塔內更包含有一濾波電抗及至少一電容。
  5. 一種於變壓器感應及部分放電試驗配置之變頻電壓產生裝置，該變壓器感應及部分放電試驗配置係包含一變壓器、一電容單元、一阻抗單元、一第一第容、一第二電容、及一操作控制台，該變壓器包含有一一次側、及一二次側，該變頻電壓產生裝置包括：一輔助變壓器，其係電性連接至該變壓器之一次側；一濾波電容器，其係電性連接至該輔助變壓器；以及一變頻發電機，其係電性連接至該濾波電容器；其中，該電容單元係電性連接至該變壓器之二次側及該阻抗單元，該第一第容係電性連接至該變壓器之二次側、及該電容單元，該操作控制台係電性連接至該第一第容、該第二電容、及該變頻發電機，該變頻發電機係供予該變壓器感應及部分放電試驗之電壓。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之於變壓器感應及部分放電試驗配置之變頻電壓產生裝置，其更包含一部分放電量測儀，其係電性連接至該阻抗單元。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之於變壓器感應及部分放電試驗配置之變頻電壓產生裝置，其中，該濾波電容器係由複數個電容串並聯組成。
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