特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型介紹了一種特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置，包括依次串聯(lián)的交流10kV電源（1）、前級(jí)10kV開關(guān)柜（2）、10kV調(diào)壓器（3）、晶閘管控制裝置（4）、后級(jí)10kV開關(guān)柜（5）、交流污穢試驗(yàn)變壓器（6）、交流保護(hù)電阻（7）、交流分壓器（8）、直流單級(jí)倍壓整流裝置（9）、直流保護(hù)電阻（10）、直流分壓器（11）和依次串聯(lián)的泄漏電流測(cè)量裝置（13）、直流測(cè)量顯示裝置（16）、計(jì)算機(jī)控制裝置（14）。本裝置：1）成套化，提高了利用率，減少了投資；2）被試品端泄漏電流時(shí)電壓波動(dòng)?。?）電源部分容量大，阻抗??；4）能防止人身傷害，安全性好。
【專利說明】特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于電氣工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置。【背景技術(shù)】
[0002]由于特高壓交直流輸電工程輸電距離遙遠(yuǎn)，穿越不同氣候的地區(qū)，往往受到污穢、覆冰的損害，嚴(yán)重影響輸變電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源是研究特高壓交直流污穢污染與覆冰冰凍問題的主要設(shè)備，其電壓等級(jí)高，容量大，控制復(fù)雜。因此目前使用的交直流試驗(yàn)設(shè)備仍存在如下缺陷:
[0003]I)、大部分交流試驗(yàn)設(shè)備容量小，無法滿足特高壓試驗(yàn)電壓等級(jí)的要求，因此也就不能進(jìn)行特高壓交直流污穢試驗(yàn)；
[0004]2)、雖有部分直流試驗(yàn)設(shè)備可以滿足直流污穢試驗(yàn)時(shí)的恒流輸出要求，但由于其電壓等級(jí)不夠，因此同樣也不能夠進(jìn)行特高壓交直流污穢試驗(yàn)；
[0005]3)、目前的交流試驗(yàn)設(shè)備和直流試驗(yàn)設(shè)備均不能成套使用，而單體特高壓交流設(shè)備和單體特高壓直流設(shè)備造價(jià)高，經(jīng)濟(jì)性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)目前能夠同時(shí)滿足特高壓交流污穢試驗(yàn)和直流污穢試驗(yàn)的高等級(jí)大容量電壓成套電源設(shè)備的缺失，設(shè)計(jì)一種電壓等級(jí)高、容量大的特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置，使用該裝置可滿足特高壓交直流污穢試驗(yàn)研究的各種需要，同時(shí)減縮設(shè)備投資，提高設(shè)備利用率，大幅降低成本。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，參見附圖1，所述特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置，如圖1所示，它包括依次串聯(lián)的交流IOkv電源1、前級(jí)IOkV開關(guān)柜2、IOkV調(diào)壓器3、晶閘管控制裝置4、后級(jí)IOkV開關(guān)柜5、交流污穢試驗(yàn)變壓器6、交流保護(hù)電阻7、交流分壓器8、直流單級(jí)倍壓整流裝置9、直流保護(hù)電阻10、直流分壓器11和依次串聯(lián)的泄漏電流測(cè)量裝置13、直流測(cè)量顯示裝置16、計(jì)算機(jī)控制裝置14。
[0008]其中，所述晶閘管控制裝置4由晶閘管切合隔離開關(guān)17和晶閘管組18并聯(lián)組成。所述晶閘管切合隔離開關(guān)17和所述晶閘管組18并聯(lián)的一端連接所述IOkV調(diào)壓器3的副邊，另一端連接所述后級(jí)IOkV開關(guān)柜5的輸入端；
[0009]參見附圖2，所述直流單級(jí)倍壓整流裝置9如圖2所示，由倍壓電容19、#2硅堆20、濾波電容21和#1硅堆22連接組成。其中所述倍壓電容19 一端串接所述交流分壓器8的高壓端，另一端并聯(lián)所述#2硅堆20的正極和#1硅堆22的負(fù)極；所述濾波電容21的高壓輸出端分別連接所述#2硅堆20的負(fù)極和所述直流保護(hù)電阻10的輸入端；所述串聯(lián)濾波電容21的低壓端與所述#1硅堆22的正極相連接。
[0010]上述交流IOkV電源I的輸出端接所述前級(jí)IOkV開關(guān)柜2的輸入端；所述前級(jí)IOkV開關(guān)柜2的輸出端接所述IOkV調(diào)壓器3的原邊；所述后級(jí)IOkV開關(guān)柜5的輸出端接所述交流污穢試驗(yàn)變壓器6的低壓側(cè)；所述交流污穢試驗(yàn)變壓器6的高壓側(cè)接所述交流保護(hù)電阻7的輸入端；所述交流保護(hù)電阻7的輸出端接所述交流分壓器8的高壓接線端；所述直流保護(hù)電阻10的輸出端接所述直流分壓器11的高壓接線端；所述直流分壓器11的另一高壓接線端使用時(shí)接被試品12的輸入端；所述泄漏電流測(cè)量裝置13的輸入端使用時(shí)接被試品12的輸出端；所述泄漏電流測(cè)量裝置13的信號(hào)輸出端并聯(lián)連接所述直流測(cè)量顯示裝置16的信號(hào)輸入端和所述計(jì)算機(jī)控制裝置14的信號(hào)輸入端；該計(jì)算機(jī)控制裝置14的輸出端回頭與上述前級(jí)IOkV開關(guān)柜2的控制信號(hào)端相連接。
[0011]此外，上述交流分壓器8的信號(hào)輸出端還接有一個(gè)交流測(cè)量顯示裝置15。該交流測(cè)量顯示裝置15由其信號(hào)輸入端與交流分壓器8的信號(hào)輸出端相連接；而上述直流分壓器11的信號(hào)輸出端并聯(lián)連接所述直流測(cè)量顯示裝置16的信號(hào)輸入端和所述計(jì)算機(jī)控制裝置14的信號(hào)輸入端；其中，所述計(jì)算機(jī)控制裝置14的信號(hào)輸入端還并聯(lián)連接上述晶閘管控制裝置4的晶閘管組18的信號(hào)輸出端和上述后級(jí)IOkV開關(guān)柜5的控制信號(hào)端。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理是:進(jìn)行特高壓交流污穢試驗(yàn)時(shí)，僅采用交流分壓器8及其前部分電路，即交流分壓器8與直流單級(jí)倍壓整流裝置9之間的連接斷開，交流分壓器8接被試品12，直流單級(jí)倍壓整流裝置9及后續(xù)設(shè)備不參與試驗(yàn)。
[0013]此時(shí)，前級(jí)IOkV開關(guān)柜2和后級(jí)IOkV開關(guān)柜5合閘，IOkV電源I向整套裝置提供IOkV交流電源；晶閘管控制裝置4的晶閘管切合隔離開關(guān)17閉合，使晶閘管控制裝置4短接，即晶閘管控制裝置4在交流污穢試驗(yàn)時(shí)不工作；10kV調(diào)壓器3零起升壓，試驗(yàn)電壓經(jīng)交流污穢試驗(yàn)變壓器6升壓至設(shè)定試驗(yàn)值，并通過交流測(cè)量顯示裝置15觀察試驗(yàn)電壓值，施加電壓的時(shí)間等信息。當(dāng)被試品閃絡(luò)時(shí)，由交流保護(hù)電阻7來限制短路電流，計(jì)算機(jī)控制裝置14迅速令后級(jí)IOkV開關(guān)柜5和前級(jí)IOkV開關(guān)柜2分閘，切斷電源，減弱被試品短路電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)，IOkV調(diào)壓器3自動(dòng)回零。
[0014]特高壓直流污穢試驗(yàn)期間，整套裝置所有設(shè)備均參與工作。晶閘管控制裝置4的晶閘管切合隔離開關(guān)17斷開，晶閘管控制裝置4工作。前級(jí)IOkV開關(guān)柜2和后級(jí)IOkV開關(guān)柜5合閘，IOkV電源I向整套裝置提供IOkV交流電源；10kV調(diào)壓器3零起升壓，試驗(yàn)電壓經(jīng)交流污穢試驗(yàn)變壓器6升壓，并經(jīng)直流單級(jí)倍壓整流裝置9將交流電壓整流為直流電壓，同時(shí)將電壓倍壓，通過交流測(cè)量顯示裝置15觀察交流側(cè)試驗(yàn)電壓值，施加電壓的時(shí)間等信息，通過直流測(cè)量顯示裝置16觀察直流側(cè)試驗(yàn)電壓值，泄漏電流值和施加電壓的時(shí)間信息。當(dāng)被試品12的泄漏電流突然增加時(shí)，計(jì)算機(jī)控制裝置14根據(jù)泄漏電流測(cè)量裝置13提供的泄漏電流值以及直流分壓器11提供的被試品側(cè)電壓值，迅速調(diào)整晶閘管控制裝置4的晶閘管導(dǎo)通角，使整套裝置迅速向被試品提供泄漏電流，減小被試品的電壓波動(dòng)。當(dāng)被試品12發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，由直流保護(hù)電阻10限制短路電流，計(jì)算機(jī)控制裝置14迅速令后級(jí)IOkV開關(guān)柜5和前級(jí)IOkV開關(guān)柜2分閘，切斷電源，減弱被試品短路電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)，IOkV調(diào)壓器3自動(dòng)回零，倍壓電容19和濾波電容21自動(dòng)放電。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]I)、將特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置成套化，提高了設(shè)備的利用率，減少了設(shè)備投資，經(jīng)濟(jì)性好；
[0017]2)、特高壓直流污穢試驗(yàn)電源采用晶閘管控制，整套裝置的相應(yīng)速度快，當(dāng)被試品端出現(xiàn)較大的泄漏電流時(shí)，被試品端的電壓波動(dòng)小，能夠滿足部頒GB/T 22707-2008《直流系統(tǒng)用高壓絕緣子的人工污穢試驗(yàn)》對(duì)特高壓設(shè)備直流污穢試驗(yàn)的要求；[0018]3)、特高壓交流污穢試驗(yàn)電源部分容量大，阻抗小，可以滿足部頒GB/T4585-2004《交流系統(tǒng)用高壓絕緣子人工污穢試驗(yàn)方法》中對(duì)特高壓設(shè)備交流污穢試驗(yàn)的要求；
[0019]4)、直流污穢實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)被試品出現(xiàn)閃絡(luò)時(shí)，倍壓電容和濾波電容能自動(dòng)放電，防止對(duì)人身造成傷害，故安全性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為圖1所示直流單級(jí)倍壓整流裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]以上圖1?2中的標(biāo)示為:
[0023]I—交流 IOkV 電源，
[0024]2—前級(jí)IOkV開關(guān)柜，
[0025]3—IOkV 調(diào)壓器，
[0026]4 一晶閘管控制裝置，
[0027]5—后級(jí)IOkV開關(guān)柜，
[0028]6—交流污穢試驗(yàn)變壓器，
[0029]7—交流保護(hù)電阻，
[0030]8—交流分壓器，
[0031]9 一直流單級(jí)倍壓整流裝置，
[0032]10—直流保護(hù)電阻，
[0033]11一直流分壓器，
[0034]12—被試品，
[0035]13—泄漏電流測(cè)試裝置，
[0036]14 一計(jì)算機(jī)控制裝置，
[0037]15一交流測(cè)量顯示裝置，
[0038]16—直流測(cè)量顯示裝置，
[0039]17—晶閘管切合隔離開關(guān)，
[0040]18—晶閘管組。
[0041]19 一倍壓電容，
[0042]20—#2 硅堆，
[0043]21—濾波電容，
[0044]22—#1 硅堆。
【具體實(shí)施方式】
[0045]參見附圖1?2，其中圖1所示為本實(shí)用新型特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置的一個(gè)具體實(shí)施例；圖2為該實(shí)施例的直流單級(jí)倍壓整流裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0046]該實(shí)施例中的交流IOkV電源I為電網(wǎng)電源，其IOkV側(cè)的短路阻抗值小于I歐姆；該實(shí)施例的前級(jí)IOkv開關(guān)柜2和后級(jí)IOkV開關(guān)柜5均采用中國(guó)湖南雁能森源有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為XGN2-12的IOkV開關(guān)柜，額定電壓12kV，額定電流630A，額定短路開斷電流為16kA ;10kV調(diào)壓器3采用上海桑普有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為TYDZ-3200/10.5/0?10.5的IOkV調(diào)壓器，額定容量3200kVA，原邊額定電壓10.5kV，副邊輸出電壓O?10.5kV ；
[0047]晶閘管控制裝置4由晶閘管隔離開關(guān)17和晶閘管組18并聯(lián)組成，其中晶閘管隔離開關(guān)17采用中國(guó)湖南雁能森源有限公司生產(chǎn)的供戶內(nèi)使用的GN6-12/400A型隔離開關(guān)，額定電壓12kV，額定電流400A;晶閘管組18采用中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為BFGYF-10/1600的IOkV晶閘管組，其額定輸入電壓10.5kV，額定輸出電壓O?10.5kV，額定輸出電流1600A，冷卻方式為風(fēng)冷；
[0048]交流污穢試驗(yàn)變壓器6為中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為YDTW-3200/800的兩級(jí)串級(jí)式變壓器，其低壓側(cè)額定電壓為10kV，高壓側(cè)額定電壓為500kV(下級(jí))/800kV (兩級(jí)串聯(lián))，額定容量為3200kVA ;交流保護(hù)電阻7為中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的BR-12型12kΩ電阻；交流分壓器8亦為中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YTC-800型分壓器，額定電壓800kV，測(cè)量精度I級(jí)；
[0049]直流單級(jí)倍壓整流裝置9為中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司提供的直流單級(jí)倍壓整流成套產(chǎn)品，該產(chǎn)品組件之一倍壓電容19的額定電壓為600kV，電容量為2 μ F ;濾波電容21的額定電壓為1200kV，電容量為lyF;#l硅堆22和#2硅堆20參數(shù)一致，額定電流6A (平均值)，額定反向峰值電壓不小于2500kV ；
[0050]直流保護(hù)電阻10為中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的BZR-10型IOkQ電阻；直流分壓器11為中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YTCZ-1200型分壓器，額定電壓±1200kV，測(cè)量精度3級(jí)；泄漏電流測(cè)量裝置13為中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的XCZ-1200型泄漏電流測(cè)量?jī)x，其測(cè)量電阻阻值為1Ω ;計(jì)算機(jī)控制裝置14亦為中國(guó)為江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YD型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)晶閘管控制裝置4的自動(dòng)/手動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)升壓控制和自動(dòng)/手動(dòng)降壓控制；交流測(cè)量顯示裝置15和直流測(cè)量顯示裝置16，均采用中國(guó)江蘇雷宇高電壓設(shè)備有限公司生產(chǎn)的CX-1000型測(cè)量顯示儀，其采樣速率lOk/s，可連續(xù)兩小時(shí)記錄試驗(yàn)電壓電流波形，測(cè)量電流精度達(dá)1mA。
[0051]所述交流IOkV電源1、前級(jí)IOkV開關(guān)柜2、IOkV調(diào)壓器3、晶閘管控制裝置4、后級(jí)IOkv開關(guān)柜5、交流污穢試驗(yàn)變壓器6、交流保護(hù)電阻7、交流分壓器8、直流單級(jí)倍壓整流裝置9、直流保護(hù)電阻10、直流分壓器11、泄漏電流測(cè)量裝置13、計(jì)算機(jī)控制裝置14、交流測(cè)量顯示裝置15、直流測(cè)量顯示裝置16、晶閘管切合隔離開關(guān)17、晶閘管組18、倍壓電容19、#2硅堆20、濾波電容21和#1硅堆22按上述技術(shù)方案，參照附圖1?2所示連接方式連接。其中，晶閘管切合隔離開關(guān)17與晶閘管組18并聯(lián)，一端連接IOkV調(diào)壓器3的副邊，另一端連接后級(jí)IOkV開關(guān)柜5的輸入端；倍壓電容19 一端串接交流分壓器8的高壓端，另一端并聯(lián)#2硅堆20的正極和#1硅堆22的負(fù)極；濾波電容21的高壓輸出端分別連接所述#2硅堆20的負(fù)極和直流保護(hù)電阻10的輸入端；串聯(lián)濾波電容21的低壓端接#1硅堆22的正極。交流IOkv電源I的輸出端接前級(jí)IOkV開關(guān)柜2的輸入端；前級(jí)IOkV開關(guān)柜2的輸出端接IOkV調(diào)壓器3的原邊；后級(jí)IOkV開關(guān)柜5的輸出端接交流污穢試驗(yàn)變壓器6的低壓側(cè)；交流污穢試驗(yàn)變壓器6的高壓側(cè)接交流保護(hù)電阻7的輸入端；交流保護(hù)電阻7的輸出端接交流分壓器8的高壓接線端；直流保護(hù)電阻10的輸出端接直流分壓器11的高壓接線端；泄漏電流測(cè)量裝置13的信號(hào)輸出端并聯(lián)直流測(cè)量顯示裝置16的信號(hào)輸入端和計(jì)算機(jī)控制裝置14的信號(hào)輸入端；計(jì)算機(jī)控制裝置14的輸出端接前級(jí)IOkV開關(guān)柜2的控制信號(hào)端。交流分壓器8的信號(hào)輸出端接交流測(cè)量顯示裝置15的信號(hào)輸入端；直流分壓器11的信號(hào)輸出端并聯(lián)直流測(cè)量顯示裝置16的信號(hào)輸入端和計(jì)算機(jī)控制裝置14的信號(hào)輸入端；計(jì)算機(jī)控制裝置14的信號(hào)輸入端還并聯(lián)晶閘管組18的信號(hào)輸出端和后級(jí)IOkV開關(guān)柜5的控制信號(hào)端。
[0052]由以上構(gòu)成的本實(shí)用新型的特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置經(jīng)試制試用被證明效果良好，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在本實(shí)施例中，投入實(shí)驗(yàn)的被試品12選用了中國(guó)大連電瓷廠生產(chǎn)的XWP-420型玻璃絕緣子，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的參數(shù)均被生產(chǎn)廠家認(rèn)可。
【權(quán)利要求】
1.一種特高壓交直流污穢試驗(yàn)電源裝置，其特征在于，它包括依次串聯(lián)的交流IOkV電源(I)、前級(jí)IOkV開關(guān)柜(2 )、IOkV調(diào)壓器(3 )、晶閘管控制裝置(4)、后級(jí)IOkV開關(guān)柜(5 )、交流污穢試驗(yàn)變壓器(6)、交流保護(hù)電阻(7)、交流分壓器(8)、直流單級(jí)倍壓整流裝置(9)、直流保護(hù)電阻(10)、直流分壓器(11)和依次串聯(lián)的泄漏電流測(cè)量裝置(13)、直流測(cè)量顯示裝置(16)、計(jì)算機(jī)控制裝置(14)，其中，所述晶閘管控制裝置(4)由晶閘管切合隔離開關(guān)(17)和晶閘管組(18)并聯(lián)組成，所述晶閘管切合隔離開關(guān)(17)和所述晶閘管組(18)并聯(lián)的一端連接所述IOkV調(diào)壓器(3)的副邊，另一端連接所述后級(jí)IOkV開關(guān)柜(5)的輸入端；所述直流單級(jí)倍壓整流裝置(9)由倍壓電容(19)、#2硅堆(20)、濾波電容(21)和#1硅堆(22)連接組成，其中所述倍壓電容(19) 一端串接所述交流分壓器(8)的高壓端，另一端并聯(lián)所述#2硅堆(20)的正極和#1硅堆(22)的負(fù)極；所述濾波電容(21)的高壓輸出端分別連接所述#2硅堆(20)的負(fù)極和所述直流保護(hù)電阻(10)的輸入端；所述串聯(lián)濾波電容(21)的低壓端與所述#1硅堆(22)的正極相連接，上述交流IOkV電源(I)的輸出端接所述前級(jí)IOkV開關(guān)柜(2)的輸入端；所述前級(jí)IOkV開關(guān)柜(2)的輸出端接所述IOkV調(diào)壓器(3)的原邊；所述后級(jí)IOkV開關(guān)柜(5)的輸出端接所述交流污穢試驗(yàn)變壓器(6)的低壓側(cè)；所述交流污穢試驗(yàn)變壓器(6)的高壓側(cè)接所述交流保護(hù)電阻(7)的輸入端；所述交流保護(hù)電阻(7)的輸出端接所述交流分壓器(8)的高壓接線端；所述直流保護(hù)電阻(10)的輸出端接所述直流分壓器(11)的高壓接線端；所述泄漏電流測(cè)量裝置(13)的信號(hào)輸出端并聯(lián)連接所述直流測(cè)量顯示裝置(16)的信號(hào)輸入端和所述計(jì)算機(jī)控制裝置(14)的信號(hào)輸入端；該計(jì)算機(jī)控制裝置(14)的輸出端回頭與上述前級(jí)IOkV開關(guān)柜(2)的控制信號(hào)端相連接，此外，上述交流分壓器(8)的信號(hào)輸出端還接有一個(gè)交流測(cè)量顯示裝置(15)，該交流測(cè)量顯示裝置(15)由其信號(hào)輸入端與交流分壓器(8)的信號(hào)輸出端相連接；而上述直流分壓器(11)的信號(hào)輸出端并聯(lián)連接所述直流測(cè)量顯示裝置(16)的信號(hào)輸入端和所述計(jì)算機(jī)控制裝置(14)的信號(hào)輸入端；其中，所述計(jì)算機(jī)控制裝置(14)的信號(hào)輸入端還并聯(lián)連接上述晶閘管控制裝置(4)的晶閘管組(18)的信號(hào)輸出端和上述后級(jí)IOkV開關(guān)柜(5)的控制信號(hào)端。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK203491912SQ201320640694
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】陸佳政, 孫利朋, 蔣正龍, 方針, 趙純, 張紅先, 李波 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 湖南省電力公司科學(xué)研究院, 湖南省湘電試研技術(shù)有限公司