用于對(duì)高壓技術(shù)儀器進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種如在獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分中限定的用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)、尤其是用于并聯(lián)電抗器的測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種按照并列的權(quán)利要求5的可利用所述測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施的用于對(duì)高壓技術(shù)儀器進(jìn)行測(cè)試的方法。按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)的一般構(gòu)思在于，在測(cè)試變壓器的次級(jí)側(cè)上這樣設(shè)置連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感以及以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容，即，這些構(gòu)件與作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象一起形成串聯(lián)諧振電路。在可利用按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施的方法中，通過電容器組的離散可調(diào)節(jié)的電容進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的粗調(diào)，其方式為：當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到測(cè)試系統(tǒng)中的電容不足時(shí)，通過重復(fù)過程接通電容器組的個(gè)別電容，或者當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到電容過量時(shí)，切斷個(gè)別電容，直到達(dá)到提前確定的、電容過量的閾值；從而接著借助連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感這樣進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的精調(diào)，即，這些構(gòu)件與作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象一起形成諧振點(diǎn)可調(diào)諧的串聯(lián)諧振電路。
【專利說明】用于對(duì)高壓技術(shù)儀器進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如在獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分中限定的用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)，尤其是用于并聯(lián)電抗器的測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種按照并列的權(quán)利要求5的可利用所述測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施的用于對(duì)高壓技術(shù)儀器進(jìn)行測(cè)試的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]亦或作為補(bǔ)償扼流線圈已知的并聯(lián)電抗器對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是現(xiàn)有技術(shù)中足夠常見的并且在此重點(diǎn)在于在中壓和高壓電網(wǎng)中用于改善能量傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。所述并聯(lián)電抗器主要具有包括至少一個(gè)繞組的線圈和在所述線圈的線匝之間可移動(dòng)的用于控制電感的鐵芯。這些能源技術(shù)儀器尤其是在弱加載的或空載的輸電網(wǎng)中補(bǔ)償傳輸線路的電容性的無功功率。并聯(lián)電抗器在負(fù)載突然下降或輸電網(wǎng)空載的情況下降低電網(wǎng)頻率的超電壓。在用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)中，補(bǔ)償扼流線圈構(gòu)成要測(cè)試的電感。
[0003]所述高壓測(cè)試檢查:所述補(bǔ)償扼流線圈是否在質(zhì)量方面被正確地制造。在此所謂的沖擊電壓測(cè)試原則上滿足如下目的，即，借助人為產(chǎn)生的脈沖式?jīng)_擊模擬三相電網(wǎng)中的瞬時(shí)超電壓。利用交流電壓的測(cè)試構(gòu)成明顯更為廣泛的部分。測(cè)試對(duì)象在此被交流電壓加載。以這種方式可以例如檢查補(bǔ)償扼流線圈的線性、其振動(dòng)和噪聲特性或溫度系數(shù)。其他重要的組成部分是損耗功率測(cè)量和利用部分放電測(cè)量的感應(yīng)電壓測(cè)試。最后提到的測(cè)試提供關(guān)于補(bǔ)償扼流線圈的高壓絕緣質(zhì)量的決定性報(bào)告。這些參數(shù)的要求、電壓形式以及測(cè)定在 ICE 60060-1、IEC60076-3 和 IEC 60076-6 中定義。
[0004]圖1示出由現(xiàn)有技術(shù)已知的、例如構(gòu)成有效獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的、用于并聯(lián)電抗器的測(cè)試系統(tǒng)。該測(cè)試系統(tǒng)尤其是適用于對(duì)并聯(lián)電抗器進(jìn)行測(cè)試并且具有由供給源供電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組(Motor-Generatorsatz)。該電動(dòng)發(fā)電機(jī)組在測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)具有適配和調(diào)節(jié)該測(cè)試系統(tǒng)的頻率和電壓的任務(wù)。備選于所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)組也可以設(shè)置變頻器，該變頻器的輸入端與能量源、例如電網(wǎng)連接。所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或備選的變頻器的輸出端在此與測(cè)試變壓器的初級(jí)側(cè)連接。補(bǔ)償單元(在這里即可變電容)中間連接到電動(dòng)發(fā)電機(jī)組或變頻器的輸出端之間的連接線路中。實(shí)際的測(cè)試對(duì)象、即在其等效電路圖中構(gòu)成電感的并聯(lián)電抗器連接到測(cè)試變壓器的次級(jí)側(cè)上。為了將測(cè)試對(duì)象上的電壓減小到可測(cè)量的值，在測(cè)試對(duì)象與測(cè)試變壓器的次級(jí)側(cè)之間設(shè)置分壓器，所述分壓器與未示出的評(píng)估單元處于連接。由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于并聯(lián)電抗器的測(cè)試系統(tǒng)的所有這些構(gòu)件對(duì)于有關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言數(shù)十年來是已知的并且例如在 申請(qǐng)人:那里作為用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)可獲得。
[0005]為了可以對(duì)具有非常大(例如IlOMVA或以上)的功率的并聯(lián)電抗器進(jìn)行測(cè)試，在由現(xiàn)有技術(shù)已知的測(cè)試系統(tǒng)中需要提供具有剛好這樣大的電特征參數(shù)的測(cè)試變壓器，這是因?yàn)闇y(cè)試變壓器必須設(shè)計(jì)用于最大測(cè)試電壓。與能量源一起用于為測(cè)試變壓器供電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組同樣必須設(shè)計(jì)用于最大測(cè)試電壓。所述測(cè)試系統(tǒng)的成本基本上由測(cè)試變壓器的電參數(shù)選擇而確定。這樣設(shè)計(jì)的具有最高達(dá)IlOMVA的電功率的測(cè)試變壓器在此要花費(fèi)數(shù)百萬歐元并且此外由于其質(zhì)量而無法由起重機(jī)移動(dòng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)，其中測(cè)試變壓器在其電特征參數(shù)方面不再必須設(shè)計(jì)用于要在測(cè)試對(duì)象上施加的最大測(cè)試電壓。此外本發(fā)明的任務(wù)是，給出一種可利用所述測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施的方法。
[0007]該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的用于高壓技術(shù)儀器、尤其是并聯(lián)電抗器的測(cè)試系統(tǒng)以及通過具有并列的權(quán)利要求5的特征的方法解決。
[0008]按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)的一般構(gòu)思在于，在測(cè)試變壓器的次級(jí)側(cè)上這樣設(shè)置連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感以及以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容，即，這些構(gòu)件與作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象一起形成諧振點(diǎn)可調(diào)諧的串聯(lián)諧振電路。該測(cè)試系統(tǒng)的主要構(gòu)件在此是實(shí)際的測(cè)試對(duì)象(即形成電感的并聯(lián)電抗器)以及構(gòu)成電容的電容器組。這兩個(gè)構(gòu)件以及可調(diào)節(jié)的(例如可以作為可調(diào)式扼流圈構(gòu)成的)電感按照本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在它們彼此的相互作用中形成由能量源和電動(dòng)發(fā)電機(jī)組供電的串聯(lián)諧振電路。為了將所述測(cè)試系統(tǒng)調(diào)諧到諧振點(diǎn)上，電容器組的以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容、作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象以及可調(diào)式扼流圈的以連續(xù)步幅可調(diào)節(jié)的電感必須彼此調(diào)諧，這按照接著描述的按照本發(fā)明的方法步驟實(shí)現(xiàn)。借此，至今在其電特征參數(shù)方面與測(cè)試對(duì)象適配的測(cè)試變壓器可以顯著較小和較低成本地構(gòu)造。對(duì)于110MVA的并聯(lián)電抗器，按照本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，具有僅多于4MVA的功率的測(cè)試變壓器就足夠了。由此不僅測(cè)試變壓器可以用于較小的功率，而且用于為測(cè)試系統(tǒng)供電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組(其目前為止必須提供全部外加給所述測(cè)試系統(tǒng)的功率)可以與按照本發(fā)明改變的參數(shù)范圍(Rahmenparameter)適配。用于測(cè)試系統(tǒng)的總成本借此相比于現(xiàn)有技術(shù)顯著減少。
[0009]為了可以提出可利用按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施的方法，還必須解決如下的技術(shù)問題:測(cè)試對(duì)象的電特征參數(shù)、尤其是其電感在此不可改變并且在測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)形成常數(shù)。同時(shí)，在測(cè)試對(duì)象的電特征參數(shù)方面考慮因制造引起的最高達(dá)5%的理論值偏差，從而不可以輕易地預(yù)測(cè)和借此預(yù)調(diào)節(jié)測(cè)試系統(tǒng)的參數(shù)范圍。測(cè)試系統(tǒng)的變頻器可以在此產(chǎn)生最高達(dá)200Hz的可變頻率，其中對(duì)于測(cè)試兩個(gè)頻率是重要的:
[0010]-在120至200Hz的頻率下的感應(yīng)電壓測(cè)試
[0011]-在電網(wǎng)頻率、即50或60Hz下的損耗功率測(cè)量。
[0012]在感應(yīng)電壓測(cè)試中，可以通過適配可由變頻器調(diào)節(jié)的測(cè)試頻率附加地精調(diào)按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)的諧振電路，這是因?yàn)闇y(cè)試頻率如以上提到的那樣應(yīng)當(dāng)在規(guī)定的帶寬中自由選擇。然而在損耗功率測(cè)量中通過有關(guān)的IEC預(yù)定固定的測(cè)試頻率。在這里需要在電容和電感之間進(jìn)行準(zhǔn)確地調(diào)諧。由于電容器組的電容如同樣如以上提到的那樣僅可以以離散步幅、即不連續(xù)地調(diào)節(jié)，因此按照本發(fā)明設(shè)置用于精調(diào)測(cè)試電路的附加的可調(diào)式扼流圈。這是因?yàn)椋隹烧{(diào)式扼流圈的電感在規(guī)定的范圍中反向連續(xù)可調(diào)節(jié)。然而該連續(xù)可調(diào)節(jié)的范圍相對(duì)較小并且不補(bǔ)償測(cè)試對(duì)象的電特征參數(shù)的最高達(dá)5%的因制造引起的公差。
[0013]因此提出一種可利用按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施的方法，在該方法中通過電容器組的離散可調(diào)節(jié)的電容進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的粗調(diào)，其方式為，當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到測(cè)試系統(tǒng)中的電容不足時(shí)，通過重復(fù)過程接通電容器組的個(gè)別電容，或者當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到電容過量時(shí)，切斷個(gè)別電容，直到達(dá)到提前確定的、電容過量的閾值，從而接著借助連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感這樣進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的精調(diào)，即，這些構(gòu)件與作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象一起形成諧振點(diǎn)可調(diào)諧的串聯(lián)諧振電路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]接著要示例性地借助附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。示出:
[0015]圖1由現(xiàn)有技術(shù)已知的如在說明書引言中論述的用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)；
[0016]圖2按照本發(fā)明的用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0017]圖2示出按照本發(fā)明的用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)，所述高壓技術(shù)儀器尤其是在其等效電路圖中構(gòu)成電感。所述測(cè)試系統(tǒng)具有用于供電的能量源8，其中，能量源8例如可以通過本來存在的電網(wǎng)形成。能量源8在圖2中與變頻器9的輸入端連接，所述變頻器可以作為市場(chǎng)流通的變頻器構(gòu)成。代替與變頻器9相互作用的饋電電流側(cè)的能量供應(yīng)部，按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)備選地也可以利用電動(dòng)發(fā)電機(jī)組10運(yùn)行。電動(dòng)發(fā)電機(jī)組10在測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)具有適配和調(diào)節(jié)測(cè)試系統(tǒng)的頻率和電壓的任務(wù)。因此電動(dòng)發(fā)電機(jī)組10構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的變頻器9的等同方案。變頻器9或電動(dòng)發(fā)電機(jī)組10的輸出端在此與測(cè)試變壓器11的初級(jí)側(cè)11.1連接。測(cè)試變壓器11的電輸入?yún)?shù)按照實(shí)施方式對(duì)于損耗功率測(cè)試而言為5kV-20kV、50Hz或?qū)τ诟袘?yīng)電壓測(cè)試而言為200Hz。電動(dòng)發(fā)電機(jī)組10的實(shí)施方式遵循能量供應(yīng)的本地給定條件，這導(dǎo)致變型多樣性。測(cè)試場(chǎng)經(jīng)常由工業(yè)能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(三相交流電壓、50Hz、10kV-20kV)提供。在該情況中，馬達(dá)作為電機(jī)、優(yōu)選作為同步電機(jī)實(shí)施。如果沒有大功率的電能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)存在，則可以在這里使用柴油機(jī)以便由其代替所述能量源。該馬達(dá)與發(fā)電機(jī)安裝在共同的軸上。動(dòng)能在發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑶夜?yīng)給測(cè)試變壓器11。所述發(fā)電機(jī)在最經(jīng)常的情況中是同步電機(jī)。準(zhǔn)確的實(shí)施形式、即凸極或隱極轉(zhuǎn)子電機(jī)、極對(duì)數(shù)取決于所連接的軸的轉(zhuǎn)數(shù)并且因此取決于馬達(dá)的實(shí)施方式。
[0018]測(cè)試對(duì)象12、即在其等效電路圖中構(gòu)成電感的并聯(lián)電抗器連接到測(cè)試變壓器11的次級(jí)側(cè)11.2上。不同于在圖1中示出的現(xiàn)有技術(shù)，按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)在測(cè)試變壓器11的次級(jí)側(cè)11.2上具有連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感13以及以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容14，這兩者作為串聯(lián)電路這樣集成到測(cè)試系統(tǒng)中，即，利用這些構(gòu)件與作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象12 —起可形成串聯(lián)諧振電路。
[0019]為了將測(cè)試對(duì)象12上的電壓減小到可測(cè)量的值，在測(cè)試對(duì)象12和測(cè)試變壓器11的次級(jí)側(cè)11.2之間設(shè)置分壓器15，所述分壓器與未示出的評(píng)估單元處于連接中。
[0020]在可利用按照本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施的方法中，通過電容器組的離散可調(diào)節(jié)的電容14進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的粗調(diào)，其方式為，當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到測(cè)試系統(tǒng)中的電容不足時(shí)，通過重復(fù)過程接通電容器組的個(gè)別電容14，或者當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到電容過量時(shí)，切斷個(gè)別電容，直到達(dá)到提前確定的、電容過量的閾值，從而接著借助連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感13這樣進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的精調(diào)，即，這些構(gòu)件與作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象12 —起形成諧振點(diǎn)可調(diào)諧的串聯(lián)諧振電路。
[0021]附圖標(biāo)記列表
[0022]I 電動(dòng)發(fā)電機(jī)組
[0023]2能量源
[0024]3變頻器
[0025]4測(cè)試變壓器
[0026]4.1初級(jí)側(cè)
[0027]4.2次級(jí)側(cè)
[0028]5可變電容
[0029]6測(cè)試對(duì)象(電感)
[0030]7分壓器
[0031]8能量源
[0032]9變頻器
[0033]10電動(dòng)發(fā)電機(jī)組
[0034]11測(cè)試變壓器
[0035]11.1初級(jí)側(cè)
[0036]11.2次級(jí)側(cè)
[0037]12測(cè)試對(duì)象
[0038]13可調(diào)節(jié)的電感
[0039]14可調(diào)節(jié)的電容
[0040]15分壓器
【權(quán)利要求】
1.一種用于高壓技術(shù)儀器的測(cè)試系統(tǒng)，具有用于為該測(cè)試系統(tǒng)供電的能量源(8);與能量源(8)處于電連接的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組(10)，用于適配和調(diào)節(jié)該測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)的頻率和電壓；測(cè)試變壓器(11)，該測(cè)試變壓器以其初級(jí)側(cè)(11.D與電動(dòng)發(fā)電機(jī)組(10)電連接，而該測(cè)試變壓器的次級(jí)側(cè)(11.2)與實(shí)際的測(cè)試對(duì)象(12)電連接， 其特征在于，在測(cè)試變壓器(11)的次級(jí)側(cè)(11.2)上設(shè)置連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感以及以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容，從而所述連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感以及所述以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容與測(cè)試對(duì)象(12) —起形成諧振點(diǎn)可調(diào)諧的串聯(lián)諧振電路。
2.按照權(quán)利要求1所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感是可調(diào)式扼流圈。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容是電容器組。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，在測(cè)試變壓器(11)的次級(jí)側(cè)(11.2)和測(cè)試對(duì)象(12)之間設(shè)置分壓器。
5.一種用于對(duì)高壓技術(shù)儀器進(jìn)行測(cè)試的方法，設(shè)有用于為測(cè)試系統(tǒng)供電的能量源(8);與能量源(8)處于電連接的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組(10)，用于適配和調(diào)節(jié)測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)的頻率和電壓；測(cè)試變壓器(11)，該測(cè)試變壓器以其初級(jí)側(cè)(11.D與電動(dòng)發(fā)電機(jī)組(10)電連接，而該測(cè)試變壓器的次級(jí)側(cè)(11.2)與實(shí)際的測(cè)試對(duì)象(12)電連接，并且該測(cè)試變壓器(11)將電動(dòng)發(fā)電機(jī)組(10)的電能轉(zhuǎn)換為測(cè)試電壓， 其特征在于， 通過所述以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容(14)進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的粗調(diào)，其方式為，當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到測(cè)試系統(tǒng)中的電容不足時(shí)，通過重復(fù)過程接通個(gè)別電容，或者當(dāng)借助測(cè)量裝置測(cè)量到電容過量時(shí)，切斷個(gè)別電容，直到達(dá)到提前確定的、電容過量的閾值； 接著借助所述連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感(13)這樣進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的精調(diào)，即，所述以離散步幅可調(diào)節(jié)的電容(14)和所述連續(xù)可調(diào)節(jié)的電感(13)與作為電感構(gòu)成的測(cè)試對(duì)象(12) —起形成諧振點(diǎn)可調(diào)諧的串聯(lián)諧振電路。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104136931SQ201380010940
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
【發(fā)明者】M·西諾, U·史蒂芬, G·西伯特, R·貝格曼, A·蒂德 申請(qǐng)人:賴茵豪森機(jī)械制造公司