平波电抗器端对端电容器放电试验系统及其暂态阻波器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种平波电抗器端对端电容器放电试验系统及其暂态阻波器，该暂态阻波器包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容，所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的一端、所述第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端接地。
【专利说明】平波电抗器端对端电容器放电试验系统及其暂态阻波器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力设备保护【技术领域】，特别涉及一种平波电抗器端对端电容器放电 试验系统及其暂态阻波器。
【背景技术】
[0002] 平波电抗器是直流输电系统中换流站用三大主设备之一，其用于换流阀整流以后 的直流回路，有改善输电质量、减小线路和设备损耗的作用。干式空心类平波电抗器以其特 有的主绝缘实现起来较为简单、可靠性高；产品无油绝缘系统问题、避免火灾等环境影响； 无磁饱和现象、电感值稳定等优势，已经明显取代油浸类平波电抗器，占领了特高压、超高 压输电的巨大市场。
[0003] 按照国际标准IEEE1277-2000、国家标准GB25092-2010的规定和设备技术规范的 要求，用于特高压工程的干式空心平波电抗器必须进行电容器放电试验，目的在于检查平 波电抗器绕组匝间绝缘。在电容器与试品之间形成逐渐衰减的、频率为300Hz?900Hz的 中频振荡电压，振荡电压的第一个最大峰值要求等于电抗器的端子间操作冲击耐受电压。 因此，作为该试验的关键数据之一的首个电压峰值的读取，决定着该试验数据是否有效，数 据结果是否被认可。试验中，电压波形的波前会出现频率为数百千赫的高频振荡和过冲， 对试品具有较大的危害性，同时对脉冲充电电容产生破坏性作用，需加以干涉，削弱过冲电 压。如果单纯的依靠波头阻尼电阻来消除高频振荡和过冲，电容器放电持续时间将过短，不 能达到相关技术标准对该试验放电时间的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种平波电抗器端对端电容器放电试验系统及其暂态阻 波器（亦称之为陷波器），以能够兼顾抑制电容器放电试验中冲击电压波形高频过冲，并维 持主振荡持续时间。
[0005] 为了实现以上目的，本发明提供的暂态阻波器如下：
[0006] -种暂态阻波器，其包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容，所 述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述第二电阻的另 一端接地，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的一端、所述第二电容的一端连接，所述 第一电容的另一端、所述第二电容的另一端接地。
[0007] 优选地，在上述暂态阻波器中，还包括一触发球隙，所述触发球隙连接于所述第一 电阻的另一端。
[0008] 为了实现以上目的，本发明提供的平波电抗器端对端电容器放电试验系统如下：
[0009] -种平波电抗器端对端电容器放电试验系统，包括充电电容，其还包括上述任一 暂态阻波器和试品等效电路，所述试品等效电路包括试品电阻、试品电感、试品电容，所述 试品电感、试品电阻串联后与所述试品电容并联，所述试品等效电路连接于所述第三电阻、 第一电容、第二电容的节点与地之间。
[0010] 分析可知，本发明提供一种防电压峰值过冲或者说抑制高频过冲的高频暂态阻波 器，对施加于试品上的不同频率的电压分量提供有选择性的阻尼，达到既抑制过冲又不明 显影响主振荡时间的目的，从而对电容器放电试验中电压过冲起到削弱的效果。有效改善 电压波形，保证试验数据的有效性，和对试品的有效试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本发明的平波电抗器端对端电容器放电试验系统实施例的等效电气接线 电路图；
[0012] 图2为图1中放电试验时的波形图；
[0013] 图3为进行电抗器放电试验时不设置暂态阻波器的波形图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0015] 众所周知，在干式空心平波电抗器的端对端电容器放电试验回路中，杂散电容、弓丨 线电感等会在波前上升沿产生很强的高频暂态过程，形成1.8倍甚至更高的过冲电压。通 常试验过程中会通过增大波头阻尼电阻的方式抑制高频过冲，但效果欠佳，一味加大阻尼 电阻值，会严重缩短放电持续时间，导致波形不符合相关标准对试验时长的要求。
[0016] 鉴于此，本发明提供一种平波电抗器端对端电容器放电试验系统。如图1所示，图 1所示的该实施例包括充电电容C、暂态阻波器、试品（平波电抗器）等效电路。
[0017] 其中，暂态阻波器包括：波尾电阻Rt (第二电阻）、波头电阻Rl 1 (第一电阻）、波头 电阻R12 (第三电阻）、触发球隙K、分压器电容Cs (第一电容）、截波装置电容Ca(第二电 容）；触发球隙K连接于波头电阻R11-端，波头电阻R11(第一电阻）的另一端与波头电 阻R12(第三电阻）的一端、波尾电阻Rt (第二电阻）的一端连接，波尾电阻Rt的另一端接 地，波头电阻R12的另一端与分压器电容Cs (第一电容）的一端、截波装置电容Ca(第二电 容）的一端连接，分压器电容Cs的另一端、截波装置电容Ca的另一端接地。
[0018] 试品等效电路包括试品电感Lz、试品电各Cz、试品电阻Cz。试品电感Lz、试品电 阻Cz串联后与试品电容Cz并联，之后，整个试品等效电路连接于波头电阻R12、分压器电容 Cs、截波装置电容Ca的节点与地之间。
[0019] 为了精确的表示图1所示实施例的电路参数，在图1中，还示出了充电电容C自身 杂散电感Lc以及其他多个引线的寄生参数：寄生电阻R2、寄生电容C3、寄生电感L1、寄生 电感L2。
[0020] 按照图1所示的电容器放电试验回路，在试品和充放电电容器C之间串联接入快 速暂态阻波器，在试验电压上百千赫兹的高频段，该暂态阻波器呈现阻性，相当于在试验 回路中串联了一只电阻器，对波前高频振荡具有很好的抑制作用。另一方面，在300Hz? 900Hz的较低频率下，暂态阻波器主要表现一只电感的作用，其电阻小的可以忽略，因而它 对电容器C放电过程持续时间的阻尼作用是可以忽略的，只是以大约1%的程度（由阻波器 主线圈的电感量决定）降低主振荡的频率和施加到试品上的电压。因此对施加于试品上的 多个频率电压分量提供有选择的阻尼，达到既抑制过冲又不明显影响主振荡时间的目的。
[0021] 由图2、图3所示波形图的对比可以更加清楚的获知本发明的优点，在使用本发明 的暂态阻波器时，将其并联布置在试品两端时，如图2所示，波前过冲得到有效抑制，不仅 能满足标准波形的要求，同时能够有效保护试品不受不可预知的过电压的冲击。无暂态阻 波器，对试品进行该电容器放电试验时，其波形如图3所示。
[0022] 综上，本发明提供一种用于抑制干式空心平波电抗器端对端电容器放电试验中电 压高频过冲的暂态阻波器，其包括电感器、电容器和电阻器等无源器件，结构简单。
[0023] 在电容器放电试验要求的频率下，该暂态阻波器主要表现为一只电感的作用，其 电阻小的可以忽略，因而它对电容器放电过程持续时间的阻尼作用是可以忽略的。在数 百千赫的高频率，电容器的容性电抗大幅度降低，暂态阻波器中的电阻器相当于直接与主 线圈L并联，因而暂态阻波器在高频段的阻抗以电阻分量为主。
[0024] 可见，在电容器放电试验中串入上述暂态阻波器可以有效的消除试验回路在波前 产生的高频暂态分量，大大消减过冲电压峰值，对试品起到有效的保护作用。
[0025] 由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方 案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所 有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【权利要求】
1. 一种暂态阻波器，其特征在于，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第 二电容，所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述第二 电阻的另一端接地，所述第三电阻的另一端与所述第一电容的一端、所述第二电容的一端 连接，所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端接地。
2. 根据权利要求1所述的暂态阻波器，其特征在于，还包括一触发球隙，所述触发球隙 连接于所述第一电阻的另一端。
3. -种平波电抗器端对端电容器放电试验系统，包括充电电容，其特征在于，还包括权 利要求1或2所述的暂态阻波器和试品等效电路，所述试品等效电路包括试品电阻、试品电 感、试品电容，所述试品电感、试品电阻串联后与所述试品电容并联，所述试品等效电路连 接于所述第三电阻、第一电容、第二电容的节点与地之间。
【文档编号】G01R31/12GK104215886SQ201410421767
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】王楠, 张月华, 张猛, 吴玉坤, 张涛, 王国金, 胡宾 申请人:北京电力设备总厂