特高压交直流污秽试验电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型介绍了一种特高压交直流污秽试验电源装置，包括依次串联的交流10kV电源（1）、前级10kV开关柜（2）、10kV调压器（3）、晶闸管控制装置（4）、后级10kV开关柜（5）、交流污秽试验变压器（6）、交流保护电阻（7）、交流分压器（8）、直流单级倍压整流装置（9）、直流保护电阻（10）、直流分压器（11）和依次串联的泄漏电流测量装置（13）、直流测量显示装置（16）、计算机控制装置（14）。本装置：1）成套化，提高了利用率，减少了投资；2）被试品端泄漏电流时电压波动小；3）电源部分容量大，阻抗小；4）能防止人身伤害，安全性好。
【专利说明】特高压交直流污秽试验电源装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型属于电气工程【技术领域】，涉及一种特高压交直流污秽试验电源装置。【背景技术】
[0002]由于特高压交直流输电工程输电距离遥远，穿越不同气候的地区，往往受到污秽、覆冰的损害，严重影响输变电设备的安全稳定运行。而特高压交直流污秽试验电源是研究特高压交直流污秽污染与覆冰冰冻问题的主要设备，其电压等级高，容量大，控制复杂。因此目前使用的交直流试验设备仍存在如下缺陷:
[0003]I)、大部分交流试验设备容量小，无法满足特高压试验电压等级的要求，因此也就不能进行特高压交直流污秽试验；
[0004]2)、虽有部分直流试验设备可以满足直流污秽试验时的恒流输出要求，但由于其电压等级不够，因此同样也不能够进行特高压交直流污秽试验；
[0005]3)、目前的交流试验设备和直流试验设备均不能成套使用，而单体特高压交流设备和单体特高压直流设备造价高，经济性差。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题是，针对目前能够同时满足特高压交流污秽试验和直流污秽试验的高等级大容量电压成套电源设备的缺失，设计一种电压等级高、容量大的特高压交直流污秽试验电源装置，使用该装置可满足特高压交直流污秽试验研究的各种需要，同时减缩设备投资，提高设备利用率，大幅降低成本。
[0007]本实用新型的技术方案是，参见附图1，所述特高压交直流污秽试验电源装置，如图1所示，它包括依次串联的交流IOkv电源1、前级IOkV开关柜2、IOkV调压器3、晶闸管控制装置4、后级IOkV开关柜5、交流污秽试验变压器6、交流保护电阻7、交流分压器8、直流单级倍压整流装置9、直流保护电阻10、直流分压器11和依次串联的泄漏电流测量装置13、直流测量显示装置16、计算机控制装置14。
[0008]其中，所述晶闸管控制装置4由晶闸管切合隔离开关17和晶闸管组18并联组成。所述晶闸管切合隔离开关17和所述晶闸管组18并联的一端连接所述IOkV调压器3的副边，另一端连接所述后级IOkV开关柜5的输入端；
[0009]参见附图2，所述直流单级倍压整流装置9如图2所示，由倍压电容19、#2硅堆20、滤波电容21和#1硅堆22连接组成。其中所述倍压电容19 一端串接所述交流分压器8的高压端，另一端并联所述#2硅堆20的正极和#1硅堆22的负极；所述滤波电容21的高压输出端分别连接所述#2硅堆20的负极和所述直流保护电阻10的输入端；所述串联滤波电容21的低压端与所述#1硅堆22的正极相连接。
[0010]上述交流IOkV电源I的输出端接所述前级IOkV开关柜2的输入端；所述前级IOkV开关柜2的输出端接所述IOkV调压器3的原边；所述后级IOkV开关柜5的输出端接所述交流污秽试验变压器6的低压侧；所述交流污秽试验变压器6的高压侧接所述交流保护电阻7的输入端；所述交流保护电阻7的输出端接所述交流分压器8的高压接线端；所述直流保护电阻10的输出端接所述直流分压器11的高压接线端；所述直流分压器11的另一高压接线端使用时接被试品12的输入端；所述泄漏电流测量装置13的输入端使用时接被试品12的输出端；所述泄漏电流测量装置13的信号输出端并联连接所述直流测量显示装置16的信号输入端和所述计算机控制装置14的信号输入端；该计算机控制装置14的输出端回头与上述前级IOkV开关柜2的控制信号端相连接。
[0011]此外，上述交流分压器8的信号输出端还接有一个交流测量显示装置15。该交流测量显示装置15由其信号输入端与交流分压器8的信号输出端相连接；而上述直流分压器11的信号输出端并联连接所述直流测量显示装置16的信号输入端和所述计算机控制装置14的信号输入端；其中，所述计算机控制装置14的信号输入端还并联连接上述晶闸管控制装置4的晶闸管组18的信号输出端和上述后级IOkV开关柜5的控制信号端。
[0012]本实用新型的工作原理是:进行特高压交流污秽试验时，仅采用交流分压器8及其前部分电路，即交流分压器8与直流单级倍压整流装置9之间的连接断开，交流分压器8接被试品12，直流单级倍压整流装置9及后续设备不参与试验。
[0013]此时，前级IOkV开关柜2和后级IOkV开关柜5合闸，IOkV电源I向整套装置提供IOkV交流电源；晶闸管控制装置4的晶闸管切合隔离开关17闭合，使晶闸管控制装置4短接，即晶闸管控制装置4在交流污秽试验时不工作；10kV调压器3零起升压，试验电压经交流污秽试验变压器6升压至设定试验值，并通过交流测量显示装置15观察试验电压值，施加电压的时间等信息。当被试品闪络时，由交流保护电阻7来限制短路电流，计算机控制装置14迅速令后级IOkV开关柜5和前级IOkV开关柜2分闸，切断电源，减弱被试品短路电流对电网的冲击，同时，IOkV调压器3自动回零。
[0014]特高压直流污秽试验期间，整套装置所有设备均参与工作。晶闸管控制装置4的晶闸管切合隔离开关17断开，晶闸管控制装置4工作。前级IOkV开关柜2和后级IOkV开关柜5合闸，IOkV电源I向整套装置提供IOkV交流电源；10kV调压器3零起升压，试验电压经交流污秽试验变压器6升压，并经直流单级倍压整流装置9将交流电压整流为直流电压，同时将电压倍压，通过交流测量显示装置15观察交流侧试验电压值，施加电压的时间等信息，通过直流测量显示装置16观察直流侧试验电压值，泄漏电流值和施加电压的时间信息。当被试品12的泄漏电流突然增加时，计算机控制装置14根据泄漏电流测量装置13提供的泄漏电流值以及直流分压器11提供的被试品侧电压值，迅速调整晶闸管控制装置4的晶闸管导通角，使整套装置迅速向被试品提供泄漏电流，减小被试品的电压波动。当被试品12发生闪络时，由直流保护电阻10限制短路电流，计算机控制装置14迅速令后级IOkV开关柜5和前级IOkV开关柜2分闸，切断电源，减弱被试品短路电流对电网的冲击，同时，IOkV调压器3自动回零，倍压电容19和滤波电容21自动放电。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]I)、将特高压交直流污秽试验电源装置成套化，提高了设备的利用率，减少了设备投资，经济性好；
[0017]2)、特高压直流污秽试验电源采用晶闸管控制，整套装置的相应速度快，当被试品端出现较大的泄漏电流时，被试品端的电压波动小，能够满足部颁GB/T 22707-2008《直流系统用高压绝缘子的人工污秽试验》对特高压设备直流污秽试验的要求；[0018]3)、特高压交流污秽试验电源部分容量大，阻抗小，可以满足部颁GB/T4585-2004《交流系统用高压绝缘子人工污秽试验方法》中对特高压设备交流污秽试验的要求；
[0019]4)、直流污秽实验过程中，当被试品出现闪络时，倍压电容和滤波电容能自动放电，防止对人身造成伤害，故安全性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型特高压交直流污秽试验电源装置一个具体实施例的结构框图；
[0021]图2为图1所示直流单级倍压整流装置的结构框图。
[0022]以上图1?2中的标示为:
[0023]I—交流 IOkV 电源，
[0024]2—前级IOkV开关柜，
[0025]3—IOkV 调压器，
[0026]4 一晶闸管控制装置，
[0027]5—后级IOkV开关柜，
[0028]6—交流污秽试验变压器，
[0029]7—交流保护电阻，
[0030]8—交流分压器，
[0031]9 一直流单级倍压整流装置，
[0032]10—直流保护电阻，
[0033]11一直流分压器，
[0034]12—被试品，
[0035]13—泄漏电流测试装置，
[0036]14 一计算机控制装置，
[0037]15一交流测量显示装置，
[0038]16—直流测量显示装置，
[0039]17—晶闸管切合隔离开关，
[0040]18—晶闸管组。
[0041]19 一倍压电容，
[0042]20—#2 硅堆，
[0043]21—滤波电容，
[0044]22—#1 硅堆。
【具体实施方式】
[0045]参见附图1?2，其中图1所示为本实用新型特高压交直流污秽试验电源装置的一个具体实施例；图2为该实施例的直流单级倍压整流装置的结构框图。
[0046]该实施例中的交流IOkV电源I为电网电源，其IOkV侧的短路阻抗值小于I欧姆；该实施例的前级IOkv开关柜2和后级IOkV开关柜5均采用中国湖南雁能森源有限公司生产的型号为XGN2-12的IOkV开关柜，额定电压12kV，额定电流630A，额定短路开断电流为16kA ;10kV调压器3采用上海桑普有限公司生产的型号为TYDZ-3200/10.5/0?10.5的IOkV调压器，额定容量3200kVA，原边额定电压10.5kV，副边输出电压O?10.5kV ；
[0047]晶闸管控制装置4由晶闸管隔离开关17和晶闸管组18并联组成，其中晶闸管隔离开关17采用中国湖南雁能森源有限公司生产的供户内使用的GN6-12/400A型隔离开关，额定电压12kV，额定电流400A;晶闸管组18采用中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的型号为BFGYF-10/1600的IOkV晶闸管组，其额定输入电压10.5kV，额定输出电压O?10.5kV，额定输出电流1600A，冷却方式为风冷；
[0048]交流污秽试验变压器6为中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的型号为YDTW-3200/800的两级串级式变压器，其低压侧额定电压为10kV，高压侧额定电压为500kV(下级)/800kV (两级串联)，额定容量为3200kVA ;交流保护电阻7为中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的BR-12型12kΩ电阻；交流分压器8亦为中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的YTC-800型分压器，额定电压800kV，测量精度I级；
[0049]直流单级倍压整流装置9为中国江苏雷宇高电压设备有限公司提供的直流单级倍压整流成套产品，该产品组件之一倍压电容19的额定电压为600kV，电容量为2 μ F ;滤波电容21的额定电压为1200kV，电容量为lyF;#l硅堆22和#2硅堆20参数一致，额定电流6A (平均值)，额定反向峰值电压不小于2500kV ；
[0050]直流保护电阻10为中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的BZR-10型IOkQ电阻；直流分压器11为中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的YTCZ-1200型分压器，额定电压±1200kV，测量精度3级；泄漏电流测量装置13为中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的XCZ-1200型泄漏电流测量仪，其测量电阻阻值为1Ω ;计算机控制装置14亦为中国为江苏雷宇高电压设备有限公司生产的YD型计算机控制系统，使用该系统可以实现晶闸管控制装置4的自动/手动控制，实现自动/手动升压控制和自动/手动降压控制；交流测量显示装置15和直流测量显示装置16，均采用中国江苏雷宇高电压设备有限公司生产的CX-1000型测量显示仪，其采样速率lOk/s，可连续两小时记录试验电压电流波形，测量电流精度达1mA。
[0051]所述交流IOkV电源1、前级IOkV开关柜2、IOkV调压器3、晶闸管控制装置4、后级IOkv开关柜5、交流污秽试验变压器6、交流保护电阻7、交流分压器8、直流单级倍压整流装置9、直流保护电阻10、直流分压器11、泄漏电流测量装置13、计算机控制装置14、交流测量显示装置15、直流测量显示装置16、晶闸管切合隔离开关17、晶闸管组18、倍压电容19、#2硅堆20、滤波电容21和#1硅堆22按上述技术方案，参照附图1?2所示连接方式连接。其中，晶闸管切合隔离开关17与晶闸管组18并联，一端连接IOkV调压器3的副边，另一端连接后级IOkV开关柜5的输入端；倍压电容19 一端串接交流分压器8的高压端，另一端并联#2硅堆20的正极和#1硅堆22的负极；滤波电容21的高压输出端分别连接所述#2硅堆20的负极和直流保护电阻10的输入端；串联滤波电容21的低压端接#1硅堆22的正极。交流IOkv电源I的输出端接前级IOkV开关柜2的输入端；前级IOkV开关柜2的输出端接IOkV调压器3的原边；后级IOkV开关柜5的输出端接交流污秽试验变压器6的低压侧；交流污秽试验变压器6的高压侧接交流保护电阻7的输入端；交流保护电阻7的输出端接交流分压器8的高压接线端；直流保护电阻10的输出端接直流分压器11的高压接线端；泄漏电流测量装置13的信号输出端并联直流测量显示装置16的信号输入端和计算机控制装置14的信号输入端；计算机控制装置14的输出端接前级IOkV开关柜2的控制信号端。交流分压器8的信号输出端接交流测量显示装置15的信号输入端；直流分压器11的信号输出端并联直流测量显示装置16的信号输入端和计算机控制装置14的信号输入端；计算机控制装置14的信号输入端还并联晶闸管组18的信号输出端和后级IOkV开关柜5的控制信号端。
[0052]由以上构成的本实用新型的特高压交直流污秽试验电源装置经试制试用被证明效果良好，完全达到设计要求。在本实施例中，投入实验的被试品12选用了中国大连电瓷厂生产的XWP-420型玻璃绝缘子，实验结果显示的参数均被生产厂家认可。
【权利要求】
1.一种特高压交直流污秽试验电源装置，其特征在于，它包括依次串联的交流IOkV电源(I)、前级IOkV开关柜(2 )、IOkV调压器(3 )、晶闸管控制装置(4)、后级IOkV开关柜(5 )、交流污秽试验变压器(6)、交流保护电阻(7)、交流分压器(8)、直流单级倍压整流装置(9)、直流保护电阻(10)、直流分压器(11)和依次串联的泄漏电流测量装置(13)、直流测量显示装置(16)、计算机控制装置(14)，其中，所述晶闸管控制装置(4)由晶闸管切合隔离开关(17)和晶闸管组(18)并联组成，所述晶闸管切合隔离开关(17)和所述晶闸管组(18)并联的一端连接所述IOkV调压器(3)的副边，另一端连接所述后级IOkV开关柜(5)的输入端；所述直流单级倍压整流装置(9)由倍压电容(19)、#2硅堆(20)、滤波电容(21)和#1硅堆(22)连接组成，其中所述倍压电容(19) 一端串接所述交流分压器(8)的高压端，另一端并联所述#2硅堆(20)的正极和#1硅堆(22)的负极；所述滤波电容(21)的高压输出端分别连接所述#2硅堆(20)的负极和所述直流保护电阻(10)的输入端；所述串联滤波电容(21)的低压端与所述#1硅堆(22)的正极相连接，上述交流IOkV电源(I)的输出端接所述前级IOkV开关柜(2)的输入端；所述前级IOkV开关柜(2)的输出端接所述IOkV调压器(3)的原边；所述后级IOkV开关柜(5)的输出端接所述交流污秽试验变压器(6)的低压侧；所述交流污秽试验变压器(6)的高压侧接所述交流保护电阻(7)的输入端；所述交流保护电阻(7)的输出端接所述交流分压器(8)的高压接线端；所述直流保护电阻(10)的输出端接所述直流分压器(11)的高压接线端；所述泄漏电流测量装置(13)的信号输出端并联连接所述直流测量显示装置(16)的信号输入端和所述计算机控制装置(14)的信号输入端；该计算机控制装置(14)的输出端回头与上述前级IOkV开关柜(2)的控制信号端相连接，此外，上述交流分压器(8)的信号输出端还接有一个交流测量显示装置(15)，该交流测量显示装置(15)由其信号输入端与交流分压器(8)的信号输出端相连接；而上述直流分压器(11)的信号输出端并联连接所述直流测量显示装置(16)的信号输入端和所述计算机控制装置(14)的信号输入端；其中，所述计算机控制装置(14)的信号输入端还并联连接上述晶闸管控制装置(4)的晶闸管组(18)的信号输出端和上述后级IOkV开关柜(5)的控制信号端。
【文档编号】G01R31/12GK203491912SQ201320640694
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】陆佳政, 孙利朋, 蒋正龙, 方针, 赵纯, 张红先, 李波 申请人:国家电网公司, 湖南省电力公司科学研究院, 湖南省湘电试研技术有限公司