WO2013127555A1 - Prüfsystem und verfahren zur prüfung von geräten der hochspannungstechnik - Google Patents

Prüfsystem und verfahren zur prüfung von geräten der hochspannungstechnik Download PDF

Info

Publication number
WO2013127555A1
WO2013127555A1 PCT/EP2013/050623 EP2013050623W WO2013127555A1 WO 2013127555 A1 WO2013127555 A1 WO 2013127555A1 EP 2013050623 W EP2013050623 W EP 2013050623W WO 2013127555 A1 WO2013127555 A1 WO 2013127555A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
test
test system
inductance
voltage
transformer
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/050623
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Hinow
Uwe Stephan
Günther SIEBERT
Ralf Bergmann
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
Priority to KR1020147022959A priority Critical patent/KR20140129029A/ko
Priority to EP13702354.5A priority patent/EP2820434A1/de
Priority to JP2014558040A priority patent/JP2015513081A/ja
Priority to BR112014018006A priority patent/BR112014018006A8/pt
Priority to RU2014134713A priority patent/RU2619396C2/ru
Priority to US14/372,112 priority patent/US9465085B2/en
Priority to CN201380010940.2A priority patent/CN104136931A/zh
Publication of WO2013127555A1 publication Critical patent/WO2013127555A1/de
Priority to HK15103262.8A priority patent/HK1202927A1/xx

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/72—Testing of electric windings

Definitions

  • the present invention relates to a test system for devices of high voltage engineering, in particular of shunt reactors, as described in the preamble of the independent
  • Claim 1 is defined.
  • the invention further relates to a feasible with this test system method for testing devices of high voltage engineering according to the independent claim. 5
  • a coil with at least one winding and a movable between the windings of the coil iron core for controlling the inductance.
  • High voltage technology represents a compensation inductor to be tested inductance.
  • the high-voltage test checks whether the compensation choke coil has been produced correctly.
  • a so-called surge voltage test has the purpose of simulating transient overvoltages in three-phase networks by means of artificially generated pulsed surges. A much more extensive part of the
  • Tests with alternating voltage The test object is charged with an alternating voltage. In this way, e.g. the linearity of the compensation inductor, their vibration and noise behavior or the temperature coefficients are checked. Further essential components are the power loss measurement and the induced voltage test with partial discharge measurement. The latter test provides a crucial statement about the quality of the high voltage insulation of the
  • FIG. 1 shows a test system for shunt reactors known from the prior art, as it forms the preamble of the valid main claim.
  • This test system is particularly suitable for testing shunt reactors and includes a motor-generator set, which is electrically powered by a feed source.
  • the motor-generator set has the task of adapting and regulating the frequency and voltage for the test system.
  • a frequency converter whose inputs are connected to a power source, for example the power grid.
  • the outputs of the motor-generator set or alternatively the frequency converter are connected to the primary side of a
  • Test transformer connected.
  • a compensation unit here a variable capacitance, interposed.
  • Test transformer is the actual test object, namely the shunt reactor, which is an inductance in its electrical equivalent circuit connected. To reduce the voltage on the test object to measurable values, is between the test object and the
  • a voltage divider provided, which is in communication with an evaluation unit, not shown. All these components mentioned a known from the prior art test system for shunt reactors are known to the skilled artisan for decades and available for example from the applicant as a test system for devices of high voltage technology.
  • test transformer gate In order to be able to test shunt reactors of very high power of, for example, 1 10 MVA or more, it is necessary in the case of the test system known from the prior art to have a test transformer gate with the same electrical characteristics
  • test transformer must be designed for the maximum test voltage.
  • motor-generator set which is formed together with the power source for supplying electrical power to the strigtransformtors must also for the maximum
  • Test voltage to be designed The costs of the test system are essentially determined by the electrical dimensioning of the test transformer.
  • Such a designed test transformer with an electrical power of up to 1 10 MVA costs several million euros and is also due to its mass no longer movable by cranes.
  • Object of the present invention is therefore to provide a test system for devices of
  • test transformer in its electrical characteristics no longer for the maximum to be applied to the test object maximum Test voltage must be designed. It is another object of the invention to provide a feasible with this test system method.
  • test system Form series resonant circuit, which is tunable to its resonance point.
  • the essential components of the test system are the actual test object, namely the shunt reactor forming an inductance, and the one representing the capacitance
  • Capacitor bank These two components and the adjustable inductance, which may be formed, for example, as a control choke, form according to the essence of the invention in their mutual interaction a series resonant circuit of a
  • the electrical Characteristics of the test object are not changeable and form a constant within the test system.
  • a deviation of up to 5% of the nominal values must be expected in the case of the electrical parameters of the test object due to production, so that the frame parameters of the test system can not be easily predicted and thus pre-set.
  • the frequency converter of the test object in particular its inductance
  • Test system can generate variable frequencies of up to 200 Hz, whereby two frequencies are important for the test:
  • the induced voltage test with a frequency of 120 to 200 Hz -
  • the power loss measurement at mains frequency i. 50 or 60 Hz.
  • Resonance circuit of the test system according to the invention on the adjustment of the frequency adjustable by the frequency converter test frequency, as the test frequency, as mentioned above, may be chosen freely in a certain range.
  • Test system is measured by means of a measuring device, or individual capacities are switched off when an overcapacity is measured by the measuring device until a predetermined threshold overcapacity prevails, so that subsequently by means of the continuously adjustable inductance, a fine tuning of the test system is performed such that these components mentioned form together with the designed as an inductance test object a series resonant circuit, which is tunable to its resonance point.
  • Figure 1 is a known from the prior art test system for devices of
  • Figure 2 shows an inventive test system for devices of
  • FIG. 2 shows a test system according to the invention for devices of high-voltage technology, in particular those which represent an inductance in their electrical equivalent circuit diagram.
  • the test system comprises a power source 8 for electrical power, wherein the power source 8 can be formed for example by the already existing power grid.
  • the power source 8 is connected in FIG. 2 to inputs of a frequency converter 9, which may be designed as a frequency converter customary on the market.
  • the test system according to the invention can alternatively be operated with a motor-generator set 10.
  • the motor generator set 10 has within the test system the task to adjust and regulate frequency and voltage for the test system.
  • the MotoR-G e n e rato rs a tz 10 thus represents an equivalent known to those skilled in the art
  • Frequency converter 9 The outputs of the frequency converter 9, and the motor-generator set 10 are connected to a primary side 1 1 .1 of a test transformer 1 1.
  • the electrical input variables of the test transformer 1 1 are 5 kV - 20 kV, 50 Hz for the power loss test and 200 Hz for the induced voltage test.
  • the design of the motor-generator set 10 is based on the local conditions of the power supply, resulting in a variety of variants. Frequently, the test field is supplied with an industrial power supply network (3-phase alternating voltage, 50 Hz, 10 kV -20 kV). In this case, the motor is designed as an electric machine, preferably as a synchronous machine.
  • a diesel engine can be used to replace the energy source.
  • the engine sits with the generator on a common shaft.
  • the kinetic energy is in the generator converted into an electrical energy and given to the test transformer 1 1.
  • the generator is in most cases a synchronous machine.
  • the exact embodiment ie salient pole, or full pole machine, Polcruress depends on the number of revolutions of the connecting shaft and thus after the execution of the engine.
  • test object 12 To a secondary side 1 1 .2 of the test transformer 1 1 is a test object 12, namely a shunt reactor, which is an inductance in its electrical equivalent circuit connected.
  • test system according to the invention on the secondary side 1 1.2 of the test transformer 1 1 has a continuously adjustable inductance 13 and an adjustable in discrete steps capacity 14, both of which are integrated as a series circuit in the test system, on, such that with these mentioned components together with the inductance designed as test object 12 a series resonant circuit is formed.
  • a voltage divider 15 is provided between the test object 12 and the secondary side 1 1 .2 of the test transformer 1 1, which is in communication with an evaluation unit, not shown.
  • a coarse adjustment of the capacitor bank is effected via the discretely adjustable capacitances 14 of the capacitor bank
  • Capacitor bank be switched on when a sub-capacitance is measured in the test system by means of a measuring device, or individual capacitors are switched off when an overcapacity is measured by means of the measuring device until a predetermined threshold overcapacity prevails, so that subsequently by means of the continuously adjustable inductance 13 a Fine-tuning of the test system

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfsystem für Geräte der Hochspannungstechnik, insbesondere von Shunt Reaktoren, wie es im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1 definiert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein mit diesem Prüfsystem durchführbares Verfahren zur Prüfung von Geräten der Hochspannungstechnik gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 5. Die allgemeine Idee des erfindungsgemäßen Prüfsystems besteht darin, auf der Sekundärseite des Prüftransformators eine kontinuierlich einstellbare Induktivität sowie eine in diskreten Schritten einstellbare Kapazität vorzusehen, derart, dass diese genannten Komponenten zusammen mit dem als Induktivität ausgebildeten Prüfobjekt einen Reihenschwingkreis bilden. Bei dem mit dem erfindungsgemäßen Prüfsystem durchführbaren Verfahren, erfolgt über die diskret einstellbaren Kapazitäten der Kondensatorbank eine Grobeinstellung des Prüfsystems, indem über einen iterativen Prozess einzelne Kapazitäten der Kondensatorbank zugeschaltet werden, wenn eine Unterkapazität im Prüfsystem mittels einer Messeinrichtung gemessen wird, bzw. einzelne Kapazitäten abgeschaltet werden, wenn mittels der Messeinrichtung eine Überkapazität gemessen wird, bis ein vorab festgelegter Schwellwert einer Überkapazität herrscht, so dass nachfolgend mittels der kontinuierlich einstellbaren Induktivität eine Feinabstimmung des Prüfsystems durchgeführt wird, derart, dass diese genannten Komponenten zusammen mit dem als Induktivität ausgebildeten Prüfobjekt einen Reihenschwingkreis bilden, der auf seinen Resonanzpunkt hin abstimmbar ist.

Description

Prüfsystem und Verfahren zur Prüfung von Geräten der Hochspannungstechnik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Prüfsystem für Geräte der Hochspannungstechnik, insbesondere von Shunt Reaktoren, wie es im Oberbegriff des unabhängigen
Patentanspruches 1 definiert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein mit diesem Prüfsystem durchführbares Verfahren zur Prüfung von Geräten der Hochspannungstechnik gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 5.
Shunt Reaktoren, oder auch als Kompensations-Drosselspulen bekannt, sind dem
Fachmann aus dem Stand der Technik hinreichend geläufig und werden dabei
schwerpunktmäßig in Mittel- und Hochspannungsnetzen zur Verbesserung der Stabilität und Wirtschaftlichkeit der Energieübertragungssysteme eingesetzt. Sie umfassen im
Wesentlichen eine Spule mit wenigstens einer Wicklung und einen zwischen den Windungen der Spule verschiebbaren Eisenkern zur Steuerung der Induktivität. Diese Geräte der Energietechnik kompensieren die kapazitiven Blindleistungen der Übertragungsleitungen, insbesondere in schwach belasteten oder leer laufenden Übertragungsnetzen. Shunt Reaktoren setzen netzfrequente Überspannungen bei plötzlichem Lastabfall oder leer laufenden Übertragungsnetzen herab. In einem Prüfsystem für Geräte der
Hochspannungstechnik stellt eine Kompensations-Drosselspule eine zu prüfende Induktivität dar.
Die Hochspannungsprüfung kontrolliert, ob die Kompensations-Drosselspule qualitativ richtig gefertigt wurde. Dabei verfolgt eine sogenannte Stoßspannungsprüfung grundsätzlich den Zweck, transiente Überspannungen in Drehstromnetzen mittels künstlich erzeugten impulsförmigen Stößen zu simulieren. Einen wesentlich umfangreicheren Teil stellen die
Prüfungen mit Wechselspannung dar. Das Prüfobjekt wird dabei mit einer Wechselspannung beaufschlagt. Auf diese Weise kann z.B. die Linearität der Kompensations-Drosselspule, ihr Vibrations-, und Geräuschverhalten oder die Temperaturkoeffizienten überprüft werden. Weitere wesentliche Bestandteile sind die Verlustleistungsmessung und die induzierte Spannungsprüfung mit Teilentladungsmessung. Die letztgenannte Prüfung liefert eine entscheidende Aussage über die Qualität der Hochspannungsisolierung der
Kompensationsdrosselspule.
Die Anforderungen, Spannungsformen sowie die Bestimmung derer Parameter sind in der ICE 60060-1 , der IEC 60076-3 und der IEC 60076-6 definiert. In Figur 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Prüfsystem für Shunt Reaktoren, wie es den Oberbegriff des gültigen Hauptanspruches bildet, gezeigt. Dieses Prüfsystem ist insbesondere zur Prüfung von Shunt Reaktoren geeignet und umfasst einen Motor- Generatorsatz, der von einer Einspeisungsquelle elektrisch gespeist wird. Der Motor- Generatorsatz hat innerhalb des Prüfsystems die Aufgabe, Frequenz und Spannung für das Prüfsystem anzupassen und zu regeln. Alternativ zu dem Motor-Generatorsatz kann auch ein Frequenzumrichter vorgesehen sein, dessen Eingänge mit einer Energiequelle, beispielsweise dem Stromnetz, verbunden sind. Die Ausgänge des Motor-Generatorsatzes bzw. alternativ des Frequenzumrichters sind dabei mit der Primärseite eines
Prüftransformators verbunden. In die Verbindungsleitung zwischen den Ausgängen des Motor-Generatorsatzes bzw. des Frequenzumrichters ist eine Kompensationseinheit, hier eine veränderbare Kapazität, zwischengeschaltet. An die Sekundärseite des
Prüftransformators ist das eigentliche Prüfobjekt, nämlich der Shunt Reaktor, der in seinem elektrischen Ersatzschaltbild eine Induktivität darstellt, angeschlossen. Um die Spannung am Prüf objekt auf messbare Werte zu reduzieren, ist zwischen dem Prüfobjekt und der
Sekundärseite des Prüftransformators ein Spannungsteiler vorgesehen, der mit einer nicht dargestellten Auswerteeinheit in Verbindung steht. All diese genannten Komponenten eines aus dem Stand der Technik bekannten Prüfsystems für Shunt Reaktoren sind dem einschlägigen Fachmann seit Jahrzehnten bekannt und beispielsweise bei der Anmelderin als Prüfsystem für Geräte der Hochspannungstechnik erhältlich.
Um Shunt Reaktoren sehr großer Leistung von beispielsweise 1 10 MVA oder darüber hinaus prüfen zu können, ist es bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Prüfsystem erforderlich, einen Prüftransformtor mit eben so großen elektrischen Kenngrößen
bereitzustellen, da der Prüftransformator für die maximale Prüfspannung ausgelegt werden muss. Der Motor-Generatorsatz, der zusammen mit der Energiequelle zur elektrischen Versorgung des Prüftransformtors ausgebildet ist, muss ebenfalls für die maximale
Prüfspannung ausgelegt sein. Die Kosten des Prüf Systems werden im Wesentlichen von der elektrischen Dimensionierung des Prüftransformators bestimmt. Ein derartig ausgelegter Prüftransformator mit einer elektrischen Leistung von bis zu 1 10 MVA kostet dabei etliche Millionen Euro und ist zudem auf Grund seiner Masse nicht mehr von Kränen bewegbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Prüfsystem für Geräte der
Hochspannungstechnik bereitzustellen, bei dem der Prüftransformator in seinen elektrischen Kenngrößen nicht mehr für die maximale am Prüfobjekt anzulegende maximale Prüfspannung ausgelegt werden muss. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein mit diesem Prüfsystem durchführbares Verfahren anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Prüfsystem für Geräte der Hochspannungstechnik, insbesondere von Shunt Reaktoren, mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten fünften Patentanspruches gelöst.
Die allgemeine Idee des erfindungsgemäßen Prüfsystems besteht darin, auf der
Sekundärseite des Prüftransformators eine kontinuierlich einstellbare Induktivität sowie eine in diskreten Schritten einstellbare Kapazität vorzusehen, derart, dass diese genannten Komponenten zusammen, mit dem als Induktivität ausgebildeten Prüfobjekt, einen
Reihenschwingkreis bilden, der auf seinen Resonanzpunkt hin abstimmbar ist. Die wesentlichen Komponenten des Prüfsystems sind dabei das eigentliche Prüfobjekt, nämlich der eine Induktivität bildende Shunt Reaktor, sowie die eine Kapazität darstellende
Kondensatorbank. Diese beiden Komponenten sowie die stellbare Induktivität, die beispielsweise als Stelldrossel ausgebildet sein kann, bilden nach dem Wesen der Erfindung in ihrer gegenseitigen Wechselwirkung einen Reihenschwingkreis, der von einer
Energiequelle und einem Motor-Generatorsatz gespeist wird. Um das Prüfsystem auf den Resonanzpunkt hin abzustimmen, müssen die in diskreten Schritten einstellbare Kapazität der Kondensatorbank, das als Induktivität ausgebildete Prüfobjekt sowie die sich in kontinuierlichen Schritten einstellbare Induktivität der Stelldrossel aufeinander abgestimmt werden, was nach den Schritten des nachfolgend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens passiert. Damit kann der bisher in seinen elektrischen Kenngrößen an das Prüfobjekt angepasste Prüftransformtor deutlich kleiner und kostengünstiger konstruiert werden. Für einen Shunt Reaktor von 1 10 MVA ist nach dem Wesen der Erfindung ein Prüftransformator mit einer Leistung von nur mehr 4 MVA ausreichend. Nicht nur der Prüftransformtor kann damit für kleinere Leistungen bemessen werden, auch der Motor- Generatorsatz zur Speisung des Prüfsystems, der bisher die gesamte, dem Prüfsystem eingeprägte Leistung bereitstellen muss, kann an die sich erfindungsgemäß ändernden
Rahmenparameter angepasst werden. Die Gesamtkosten für das Prüfsystem verringern sich damit im Vergleich zum Stand der Technik erheblich.
Um ein mit dem erfindungsgemäßen Prüfsystem durchführbares Verfahren vorschlagen zu können, müsste zudem folgende technische Problemstellung gelöst werden: Die elektrischen Kenngrößen des Prüfobjekts, insbesondere dessen Induktivität, sind dabei nicht veränderbar und bilden innerhalb des Prüfsystems eine Konstante. Gleichzeitig ist bei den elektrischen Kenngrößen des Prüfobjekts fertigungsbedingt mit einer Abweichung von bis zu 5 % der Sollwerte zu rechnen, so dass die Rahmenparameter des Prüfsystems nicht ohne weiteres vorhergesehen und damit voreingestellt werden können. Der Frequenzumrichter des
Prüfsystems kann dabei variable Frequenzen von bis zu 200 Hz erzeugen, wobei für die Prüfung zwei Frequenzen von Bedeutung sind:
Die induzierte Spannungsprüfung mit einer Frequenz von 120 bis 200 Hz - Die Verlustleistungsmessung bei Netzfrequenz, d.h. 50 bzw. 60 Hz.
Bei der induzierten Spannungsprüfung kann eine zusätzliche Feinabstimmung des
Resonanzkreises des erfindungsgemäßen Prüfsystems über die Anpassung der durch den Frequenzumrichter einstellbaren Prüffrequenz erfolgen, da die Prüffrequenz, wie oben erwähnt, in einer bestimmten Bandbreite frei gewählt werden darf. Bei der
Verlustleistungsmessung ist jedoch eine feste Prüffrequenz durch die einschlägige IEC vorgegeben. Hier ist eine genau Abstimmung zwischen Kapazität und Induktivität
erforderlich. Da die Kapazität der Kondensatorbank, wie ebenfalls oben erwähnt, nur in diskreten Schritten, d.h. nicht kontinuierlich, eingestellt werden kann, ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Stelldrossel zur Feinabstimmung des Prüfkreises vorgesehen. Dies deshalb, weil deren Induktivität über einen bestimmten Bereich im Gegenzug kontinuierlich einstellbar ist. Dieser kontinuierlich einstellbare Bereich ist jedoch relativ klein und gleicht die
fertigungsbedingten Toleranzen der elektrischen Kenngrößen des Prüf Objekts von bis zu 5 % nicht aus. Es wird daher ein mit dem erfindungsgemäßen Prüfsystem durchführbares Verfahren vorgeschlagen, bei dem über die diskret einstellbaren Kapazitäten der Kondensatorbank eine Grobeinstellung des Prüf Systems erfolgt, indem über einen iterativen Prozess einzelne Kapazitäten der Kondensatorbank zugeschaltet werden, wenn eine Unterkapazität im
Prüfsystem mittels einer Messeinrichtung gemessen wird, bzw. einzelne Kapazitäten abgeschaltet werden, wenn mittels der Messeinrichtung eine Überkapazität gemessen wird, bis ein vorab festgelegter Schwellwert einer Überkapazität herrscht, so dass nachfolgend mittels der kontinuierlich einstellbaren Induktivität eine Feinabstimmung des Prüfsystems durchgeführt wird, derart, dass diese genannten Komponenten zusammen mit dem als Induktivität ausgebildeten Prüfobjekt einen Reihenschwingkreis bilden, der auf seinen Resonanzpunkt hin abstimmbar ist. Die Erfindung soll nachstehend beispielhaft an Hand von Zeichnungen noch näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Prüfsystem für Geräte der
Hochspannungstechnik, wie es in der Beschreibungseinleitung gewürdigt ist
Figur 2 ein erfindungsgemäßes Prüfsystem für Geräte der
Hochspannungstechnik.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Prüfsystem für Geräte der Hochspannungstechnik, insbesondere solche, die in ihrem elektrischen Ersatzschaltbild eine Induktivität darstellen, gezeigt. Das Prüfsystem umfasst eine Energiequelle 8 zur elektrischen Speisung, wobei die Energiequelle 8 beispielsweise durch das ohnehin vorhandene Stromnetz gebildet werden kann. Die Energiequelle 8 ist in Figur 2 mit Eingängen eines Frequenzumrichters 9 verbunden, der als ein am Markt üblicher Frequenzumrichter ausgebildet sein kann. Statt der netzstromseitigen energetischen Speisung in Wechselwirkung mit einem Frequenzumrichter 9, kann das erfindungsgemäße Prüfsystem alternativ auch mit einem Motor-Generatorsatz 10 betrieben werden. Der Motor-Generatorsatz 10 hat innerhalb des Prüf Systems die Aufgabe, Frequenz und Spannung für das Prüfsystem anzupassen und zu regeln. Der M oto r-G e n e rato rs a tz 10 stellt also ein dem Fachmann bekanntes Äquivalent zu dem
Frequenzumrichter 9 dar. Die Ausgänge des Frequenzumrichters 9, bzw. des Motor- Generatorsatzes 10 sind dabei mit einer Primärseite 1 1 .1 eines Prüftransformators 1 1 verbunden. Die elektrischen Eingangsgrößen des Prüftransformators 1 1 sind je nach Ausführung 5 kV - 20 kV, 50 Hz für die Verlustleistungsprüfung bzw. 200 Hz für die induzierte Spannungsprüfung. Die Ausführung des Motor-Generatorsatzes 10 orientiert sich nach den örtlichen Gegebenheiten der Energieversorgung, was zu einer Variantenvielfalt führt. Häufig wird das Prüffeld mit einem Industrieenergieversorgungsnetz (3-Phasen Wechselspannung, 50 Hz, 10 kV -20 kV) versorgt. In diesem Fall ist der Motor als eine elektrische Maschine, vorzugsweise als eine Synchronmaschine ausgeführt. Ist kein leistungsstarkes elektrisches Energieversorgungsnetz vorhanden, so kann an dieser Stelle ein Dieselmotor eingesetzt werden um damit die Energiequelle zu ersetzen. Der Motor sitzt mit dem Generator auf einer gemeinsamen Welle. Die kinetische Energie wird im Generator in eine elektrische Energie umgewandelt und an den Prüftransformator 1 1 gegeben. Der Generator ist in den häufigsten Fällen eine Synchronmaschine. Die genaue Ausführungsform d.h. Schenkelpol-, oder Vollpolmaschine, Polpaarzahl, richtet sich nach der Umdrehungszahl der verbindenden Welle und damit nach der Ausführung des Motors.
An eine Sekundärseite 1 1 .2 des Prüftransformators 1 1 ist ein Prüfobjekt 12, nämlich ein Shunt Reaktor, der in seinem elektrischen Ersatzschaltbild eine Induktivität darstellt, angeschlossen. Abweichend zum Stand der Technik, der in Figur 1 dargestellt ist, weist das erfindungsgemäße Prüfsystem auf der Sekundärseite 1 1.2 des Prüftransformators 1 1 eine kontinuierlich einstellbare Induktivität 13 sowie eine in diskreten Schritten einstellbare Kapazität 14, die beide als Reihenschaltung in das Prüfsystem integriert sind, auf, derart, dass mit diesen genannten Komponenten zusammen mit dem als Induktivität ausgebildeten Prüf objekt 12 ein Reihenschwingkreis bildbar ist. Um die Spannung am Prüfobjekt 12 auf messbare Werte zu reduzieren, ist zwischen dem Prüf objekt 12 und der Sekundärseite 1 1 .2 des Prüftransformators 1 1 ein Spannungsteiler 15 vorgesehen, der mit einer nicht dargestellten Auswerteeinheit in Verbindung steht.
Bei dem mit dem erfindungsgemäßen Prüfsystem durchführbaren Verfahren erfolgt über die diskret einstellbaren Kapazitäten 14 der Kondensatorbank eine Grobeinstellung des
Prüfsystems, indem über einen iterativen Prozess einzelne Kapazitäten 14 der
Kondensatorbank zugeschaltet werden, wenn eine Unterkapazität im Prüfsystem mittels einer Messeinrichtung gemessen wird, bzw. einzelne Kapazitäten abgeschaltet werden, wenn mittels der Messeinrichtung eine Überkapazität gemessen wird, bis ein vorab festgelegter Schwellwert einer Überkapazität herrscht, so dass nachfolgend mittels der kontinuierlich einstellbaren Induktivität 13 eine Feinabstimmung des Prüfsystems
durchgeführt wird, derart, dass diese genannten Komponenten zusammen mit dem als Induktivität ausgebildeten Prüfobjekt 12 einen Reihenschwingkreis bilden, der auf seinen Resonanzpunkt hin abstimmbar ist. Bezugszeichenliste:
1 Motor-Generatorsatz
2 Energiequelle
3 Frequenzumrichter
4 Prüf traf o
4.1 Primärseite
4.2 Sekundärseite
5 veränderbare Kapazität
6 Prüfobjekt (Induktivität)
7 Spannungsteiler
8 Energiequelle
9 Frequenzumrichter
10 Motor-Generatorsatz
1 1 Prüftrafo
1 1 .1 Primärseite
1 1.2 Sekundärseite
12 Prüfobjekt
13 einstellbare Induktivität
14 einstellbare Kapazität
15 Spannungsteler

Claims

Patentansprüche
1 . Prüfsystem für Geräte der Hochspannungstechnik,
umfassend eine Energiequelle (8) zur elektrischen Speisung des Prüfsystems, einen mit der Energiequelle (8) elektrisch in Verbindung stehenden Motor- Generatorsatz (10) zur Anpassung und Regelung von Frequenz und Spannung innerhalb des Prüfsystems,
einen Prüftransformator (1 1 ), der mit seiner Primärseite (1 1 .1 ) mit dem Motor- Generatorsatz (10) elektrisch verbunden ist, während seine Sekundärseite (1 1 .2) mit dem eigentlichen Prüfobjekt (12) elektrisch verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Sekundärseite (1 1.2) des Prüftransformators (1 1 ) eine kontinuierlich einstellbare Induktivität sowie eine in diskreten Schritten einstellbare Kapazität vorgesehen sind, so dass die kontinuierlich einstellbare Induktivität sowie die in diskreten Schritten einsteilbare Kapazität zusammen mit dem Prüfobjekt (12) einen Reihenschwingkreis bilden, der auf seinen Resonanzpunkt hin abstimmbar ist.
2. Prüfsystem nach Anspruch ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die kontinuierlich einstellbare Induktivität eine Stelldrossel ist.
3. Prüfsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in diskreten Schritten einstellbare Kapazität eine Kondensatorbank ist.
4. Prüfsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Sekundärseite (1 1.2) des Prüftransformators (1 1 ) und dem Prüfobjekt (12) ein Spannungsteiler vorgesehen ist.
5. Verfahren zur Prüfung von Geräten der Hochspannungstechnik,
umfassend eine Energiequelle (8) zur elektrischen Speisung des Prüfsystems, einen mit der Energiequelle (8) elektrisch in Verbindung stehenden Motor- Generatorsatz (10) zur Anpassung und Regelung von Frequenz und Spannung innerhalb des Prüfsystems,
einen Prüftransformator (1 1 ), der mit seiner Primärseite (1 1.1 ) mit dem Motor- Generatorsatz (10) elektrisch verbunden ist, während seine Sekundärseite (1 1 .2) mit dem eigentlichen Prüfobjekt (12) elektrisch verbunden ist und der Prüftransformator (1 1 ) die elektrische Energie des Motor-Generatorsatzes (10) auf eine Prüfspannung transformiert,
dadurch gekennzeichnet,
dass über die in diskreten Schritten einstellbare Kapazitäten(14) eine Grobeinstellung des Prüfsystems erfolgt, indem über einen iterativen Prozess einzelne Kapazitäten zugeschaltet werden, wenn eine Unterkapazität im Prüfsystem mittels einer
Messeinrichtung gemessen wird, bzw. einzelne Kapazitäten abgeschaltet werden, wenn mittels der Messeinrichtung eine Überkapazität gemessen wird, bis ein vorab festgelegter Schwellwert einer Überkapazität herrscht,
dass nachfolgend mittels der kontinuierlich einstellbaren Induktivität (13) eine Feinabstimmung des Prüfsystems durchgeführt wird, derart, dass die in diskreten Schritten einstellbare Kapazität (14) und die kontinuierlich einstellbare Induktivität (13) zusammen mit dem als Induktivität ausgebildeten Prüfobjekt (12) einen
Reihenschwingkreis bilden, der auf seinen Resonanzpunkt hin abstimmbar ist.
PCT/EP2013/050623 2012-02-27 2013-01-15 Prüfsystem und verfahren zur prüfung von geräten der hochspannungstechnik WO2013127555A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147022959A KR20140129029A (ko) 2012-02-27 2013-01-15 고전압 기술의 장치를 시험하기 위한 시험 시스템 및 시험 방법
EP13702354.5A EP2820434A1 (de) 2012-02-27 2013-01-15 Prüfsystem und verfahren zur prüfung von geräten der hochspannungstechnik
JP2014558040A JP2015513081A (ja) 2012-02-27 2013-01-15 高電圧技術の機器を試験するための試験システム及び方法
BR112014018006A BR112014018006A8 (pt) 2012-02-27 2013-01-15 Sistema de teste para teste de tensão induzida e medição de perda de potência de objetos de teste e método para teste de tensão induzida e medição de perda de potência de objetos de teste
RU2014134713A RU2619396C2 (ru) 2012-02-27 2013-01-15 Система и способ контроля приборов высоковольтной техники
US14/372,112 US9465085B2 (en) 2012-02-27 2013-01-15 Test system and method for testing high-voltage technology
CN201380010940.2A CN104136931A (zh) 2012-02-27 2013-01-15 用于对高压技术仪器进行测试的测试系统和方法
HK15103262.8A HK1202927A1 (en) 2012-02-27 2015-03-31 Test system and method for testing high-voltage technology devices

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012101548.1 2012-02-27
DE102012101548.1A DE102012101548B4 (de) 2012-02-27 2012-02-27 Prüfsystem und Verfahren für eine induzierte Spannungsprüfung sowie Verlustleistungsmessung von Prüfobjekten der Hochspannungstechnik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013127555A1 true WO2013127555A1 (de) 2013-09-06

Family

ID=47632982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/050623 WO2013127555A1 (de) 2012-02-27 2013-01-15 Prüfsystem und verfahren zur prüfung von geräten der hochspannungstechnik

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9465085B2 (de)
EP (1) EP2820434A1 (de)
JP (1) JP2015513081A (de)
KR (1) KR20140129029A (de)
CN (1) CN104136931A (de)
BR (1) BR112014018006A8 (de)
DE (1) DE102012101548B4 (de)
HK (1) HK1202927A1 (de)
RU (1) RU2619396C2 (de)
WO (1) WO2013127555A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2645773C1 (ru) * 2017-01-30 2018-02-28 Илья Николаевич Джус Способ испытания управляемых шунтирующих реакторов
DE102017121078A1 (de) * 2017-09-12 2019-03-14 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Prüfsystem zur durchführung einer hochspannungsprüfung
CN107728023B (zh) * 2017-10-27 2024-04-02 苏州华电电气股份有限公司 融入式串联谐振电感分压高压测量系统
JP2019184246A (ja) * 2018-04-02 2019-10-24 シンフォニアテクノロジー株式会社 電気機器用安全装置
CN109193822A (zh) * 2018-10-15 2019-01-11 云南电网有限责任公司临沧供电局 一种输电线路监测装置取电装置
US10770937B2 (en) 2019-01-03 2020-09-08 A&I Services Incorporated High efficiency power generation system and a method of operating same
CN110542842B (zh) * 2019-09-29 2024-04-12 广东电网有限责任公司 一种10kV开关柜局部放电模拟装置及方法
CN110703059B (zh) * 2019-11-13 2021-08-17 上海恒能泰企业管理有限公司璞能电力科技工程分公司 一种提高小负载下串联谐振试验调谐稳定性的装置
CN111813000B (zh) * 2020-06-11 2023-04-11 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种配电网实境试验平台铁磁谐振仿真的方法及装置
CN113702783A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 陕西省地方电力（集团）有限公司 一种电缆局部放电检测方法、系统、设备及介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE373353C (de) * 1916-02-04 1923-04-11 Westinghouse Electric & Mfg Co Isolationspruefeinrichtung
DE737433C (de) * 1938-07-31 1943-07-14 Voigt & Haeffner Ag Anordnung zur Pruefung des Schaltvermoegens elektrischer Schaltgeraete hoher Leistung
CH250411A (de) * 1946-05-28 1947-08-31 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zum Feststellen von an einer Wicklung eines elektrischen Apparates bei der Prüfung mit Stossspannung entstehenden Isolationsschäden.
US3781667A (en) * 1972-03-17 1973-12-25 Gen Electric High voltage resonant testing circuit
US5128620A (en) * 1990-08-07 1992-07-07 James G. Biddle Co. High voltage insulator testing system
US20110121853A1 (en) * 2008-06-12 2011-05-26 Abb Technology Ag. Test arrangement for ac voltage testing of electrical high voltage components

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE634556C (de) * 1934-05-06 1936-08-29 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Einrichtung zum Pruefen von Spulen und Wicklungen fuer elektrische Maschinen durch Hochfrequenzspannung
SU82955A1 (ru) * 1949-06-17 1949-11-30 В.Ю. Гессен Устройство дл испытани высоким напр жением
US3259762A (en) * 1963-04-16 1966-07-05 John E Skuderna Electrostatic induction power supply
US3895295A (en) * 1972-09-18 1975-07-15 Illinois Tool Works Wattsecond sensing circuit
CH634416A5 (de) * 1978-12-08 1983-01-31 Hochspannung Forsch Hochspannungspruefanlage zur pruefung einer isolation.
JPS58165679U (ja) * 1982-04-30 1983-11-04 株式会社東芝 高電圧発生装置
JPH0619417B2 (ja) * 1988-07-06 1994-03-16 東京特殊電線株式会社 高周波耐圧試験器
US5194817A (en) * 1991-07-18 1993-03-16 James G. Biddle Co. Apparatus and method for testing insulation using a pulsed resonant power supply
RU2066868C1 (ru) * 1992-08-26 1996-09-20 Всероссийский научно-исследовательский институт электромашиностроения Устройство для проведения испытаний реактивных объектов повышенным напряжением
RU2073256C1 (ru) * 1993-04-13 1997-02-10 Акционерное общество "Уралэлектротяжмаш" Устройство для испытания реакторов
DE19519746C2 (de) * 1995-05-30 1998-06-04 Daetwyler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Isolationseigenschaften eines Prüfobjekts
DE19542529C1 (de) * 1995-11-15 1997-06-12 Ritz Messwandler Kg Festdrosselanordnung für die Prüfung von Hochspannungsanlagen
JPH1172533A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Nissin Electric Co Ltd 耐圧試験用電源装置
DE10048962B4 (de) * 2000-10-04 2006-12-07 Omicron Electronics Gmbh Tragbare Prüfeinrichtung zum Prüfen von mit hohen Spannungen und/oder hohen Strömen zu betreibenden Prüflingen und Prüfsystem
US7298091B2 (en) * 2002-02-01 2007-11-20 The Regents Of The University Of California Matching network for RF plasma source
US6906473B2 (en) * 2003-08-26 2005-06-14 Osram Sylvania Inc. Feedback circuit and method of operating ballast resonant inverter
CN2672667Y (zh) * 2003-12-08 2005-01-19 大庆石油管理局 变频式串联谐振工频耐压试验装置
CN100347554C (zh) * 2005-08-04 2007-11-07 上海思源电气股份有限公司 无局放变频谐振试验系统
US7382199B2 (en) * 2006-02-03 2008-06-03 Nanoamp Solutions, Inc. Methods for auto-calibration and fast tuning of voltage controlled oscillators in phase-lock loops
CN200972429Y (zh) * 2006-06-13 2007-11-07 王钰 一种串联谐振工频耐压试验装置
RU2373547C2 (ru) * 2007-12-19 2009-11-20 Общество с ограниченной ответственностью Электротехнический завод "ГЭКСАР" (ООО ЭТЗ "ГЭКСАР") Способ экспресс-контроля качества обмоток электромагнитных устройств (варианты)
CN101388610B (zh) * 2008-07-08 2010-06-02 河北省电力研究院 一种有关全封闭组合电器中电压互感器谐振升压的方法
CN101464489B (zh) * 2009-01-21 2012-07-18 中国一冶集团有限公司 一种工频调感谐振耐压方法
CN102081135A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 苏州市华电电气技术有限公司 一种交流耐压试验装置
JP5729693B2 (ja) * 2011-03-30 2015-06-03 株式会社ダイヘン 高周波電源装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE373353C (de) * 1916-02-04 1923-04-11 Westinghouse Electric & Mfg Co Isolationspruefeinrichtung
DE737433C (de) * 1938-07-31 1943-07-14 Voigt & Haeffner Ag Anordnung zur Pruefung des Schaltvermoegens elektrischer Schaltgeraete hoher Leistung
CH250411A (de) * 1946-05-28 1947-08-31 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zum Feststellen von an einer Wicklung eines elektrischen Apparates bei der Prüfung mit Stossspannung entstehenden Isolationsschäden.
US3781667A (en) * 1972-03-17 1973-12-25 Gen Electric High voltage resonant testing circuit
US5128620A (en) * 1990-08-07 1992-07-07 James G. Biddle Co. High voltage insulator testing system
US20110121853A1 (en) * 2008-06-12 2011-05-26 Abb Technology Ag. Test arrangement for ac voltage testing of electrical high voltage components

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2820434A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20150008944A1 (en) 2015-01-08
KR20140129029A (ko) 2014-11-06
JP2015513081A (ja) 2015-04-30
RU2619396C2 (ru) 2017-05-15
DE102012101548A1 (de) 2013-08-29
DE102012101548B4 (de) 2015-11-19
BR112014018006A8 (pt) 2017-07-11
HK1202927A1 (en) 2015-10-09
BR112014018006A2 (de) 2017-06-20
EP2820434A1 (de) 2015-01-07
US9465085B2 (en) 2016-10-11
RU2014134713A (ru) 2016-04-20
CN104136931A (zh) 2014-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012101548B4 (de) Prüfsystem und Verfahren für eine induzierte Spannungsprüfung sowie Verlustleistungsmessung von Prüfobjekten der Hochspannungstechnik
EP2438450B1 (de) Vorrichtung zur prüfung von geräten der hochspannungstechnik
DE102013219528A1 (de) Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs
EP2340595B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur blindleistungskompensation eines prüftransformators
EP0152002B1 (de) Phasenschieber
DE2401663A1 (de) Frequenzselektiv daempfende schaltungsanordnung
DE102013219534A1 (de) Ladestation für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
DE202013102112U1 (de) Einrichtung zur Erdschlussstromlöschung in Drehstromnetzen
WO2012041367A1 (de) Anordnung und verfahren zur kompensation eines magnetischen gleichflusses in einem transformatorkern
EP2367272A2 (de) Wechselrichter
DE102015115447A1 (de) Messverfahren zur Bestimmung von Eisenverlusten
EP1310032B1 (de) Schaltungsanordnung zur statischen erzeugung einer veränderbaren elektrischen leistung
EP0026374B1 (de) Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie hoher Leistung aus einem dreiphasigen Versorgungsnetz höherer Frequenz in ein einphasiges Lastnetz niedrigerer Frequenz
DE3117587C2 (de)
EP2362514B1 (de) Vorrichtung zur Fehlerstromreduktion
EP3969323A1 (de) Lademanagementvorrichtung für eine ladeanordnung
DE102013217877A1 (de) Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur induktiven Energieübertragung
DE2733728A1 (de) Anordnung zur steuerung der welligkeit eines elektrischen stromes
DE3308560C2 (de)
DE102011082554A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Erdschlussstroms in einem erdschlussbehafteten Drehstromnetz
DE102019117510A1 (de) Filter für ein induktives Übertragungssystem und Verfahren zum Einstellen einer Filtercharakteristik eines Filters
EP1248344B1 (de) Reaktanz-Zweipolschaltung für nichtlineare Verbraucher
DE102012216266A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Filters und Filter
DE19519744A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Isolationseigenschaften von Prüfobjekten
EP2209199A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Umrichterschaltung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13702354

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14372112

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013702354

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147022959

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014558040

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201409434

Country of ref document: UA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014134713

Country of ref document: RU

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112014018006

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112014018006

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20140722