一種直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)備性能與電壓有直接關(guān)系，電壓的變動會影響設(shè)備性能的穩(wěn)定或是輸出的參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，要求不管交流供電電源或是負(fù)載電阻如何變化，穩(wěn)壓裝置的直流輸出電壓均保持穩(wěn)定。穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的好壞與紋波系數(shù)，響應(yīng)速度，電壓穩(wěn)定度有關(guān)。
[0003]在進(jìn)行人工直流污穢試驗(yàn)時，試驗(yàn)電源的輸出電壓自始至終要保持不變。但是，染污絕緣子的泄漏電流具有持續(xù)時間長、波動和幅值大等特點(diǎn)，泄漏電流勢必造成電源輸出電壓的大幅度波動，考驗(yàn)控制系統(tǒng)的跟隨性和抗擾性。特別是由于絕緣子表面放電引起負(fù)荷釋放造成的相對電壓過沖，若控制不迅速，則可能造成閃絡(luò)，影響試驗(yàn)結(jié)果。目前，國內(nèi)外對以晶閘管為主要調(diào)壓器件的直流污穢試驗(yàn)電源的研宄已取得一些成果。提出采用晶閘管反饋控制對減小直流電源的動態(tài)壓降有明顯效果，控制系統(tǒng)采用純硬件構(gòu)成，但不便于操作和維護(hù)。還有一種設(shè)計(jì)基于晶閘管的污穢試驗(yàn)電源并進(jìn)行了開環(huán)研宄。但與閉環(huán)控制相比較，開環(huán)控制不能自動修正被控量的偏離，抗擾動性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種能夠有效抑制輸出紋波、自動修正被控偏離量，響應(yīng)速度快，電壓穩(wěn)定度高，抗擾性能強(qiáng)的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，包括調(diào)壓器、雙向可控硅、高壓升壓變壓器、整流裝置、分壓器、電壓電流檢測裝置和調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，所述調(diào)壓器的輸入端與外部電源相連，所述調(diào)壓器的一路輸出端依次通過雙向可控硅、高壓升壓變壓器、整流裝置輸出給被試品，所述分壓器和被試品并聯(lián)連接，所述電壓電流檢測裝置與分壓器相連，所述電壓電流檢測裝置的反饋電壓輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的反饋電壓輸入端相連，所述調(diào)壓器的另一路輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的基準(zhǔn)電壓輸入端相連，所述調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的輸出端與雙向可控硅的控制端相連。
[0006]優(yōu)選地，所述調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的輸入端設(shè)有光電隔離器，所述電壓電流檢測裝置的電壓和電流輸出端分別通過光電隔離器與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的輸入端相連。
[0007]優(yōu)選地，所述調(diào)壓穩(wěn)壓裝置為晶閘管調(diào)壓器。
[0008]優(yōu)選地，所述分壓器為直流阻容分壓器。
[0009]優(yōu)選地，所述調(diào)壓器為1KV柱式調(diào)壓器。
[0010]本發(fā)明直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)具有下述優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的調(diào)壓器的一路輸出端依次與雙向可控硅、高壓升壓變壓器、整流裝置相連，整流裝置分別和分壓器的一端、被試品的一端相連，調(diào)壓器、雙向可控硅、高壓升壓變壓器、整流裝置四者形成倍壓整流線路，輸出電壓高達(dá)±1000kv、輸出電流IA，而且采用整流裝置快速轉(zhuǎn)換極性，可輸出正極性或負(fù)極性直流電壓；而且采用完善的調(diào)壓穩(wěn)壓裝置來實(shí)現(xiàn)直流高電壓試驗(yàn)全過程自動化和智能化，電壓電流檢測裝置的電壓和電流輸出端分別與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的輸入端相連，調(diào)壓器的另一路輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的基準(zhǔn)電壓輸入端相連，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的輸出端與雙向可控硅的控制端相連，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置基于閉環(huán)控制的原理來實(shí)現(xiàn)對雙向可控硅的控制，能夠有效抑制輸出紋波，并且能夠自動修正被控偏離量，具有響應(yīng)速度快、電壓穩(wěn)定度高、抗擾性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、操作簡便、自動化程度高且維護(hù)簡單。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖例說明:1、調(diào)壓器；2、雙向可控硅；3、高壓升壓變壓器；4、整流裝置；5、分壓器；6、電壓電流檢測裝置；7、調(diào)壓穩(wěn)壓裝置；71、光電隔離器；8、被試品。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本實(shí)施例的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)包括調(diào)壓器1、雙向可控硅2、高壓升壓變壓器3、整流裝置4、分壓器5、電壓電流檢測裝置6和調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7，調(diào)壓器I的輸入端與外部電源相連，調(diào)壓器I的一路輸出端依次與雙向可控硅2、高壓升壓變壓器3、整流裝置4相連，整流裝置4分別和分壓器5的一端、被試品8的一端相連，電壓電流檢測裝置6的電壓采集輸入端和分壓器5的另一端相連，電壓電流檢測裝置6的電流采集輸入端和被試品8的另一端相連，電壓電流檢測裝置6的電壓和電流輸出端分別與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7的輸入端相連，調(diào)壓器I的另一路輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7的基準(zhǔn)電壓輸入端相連，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7的輸出端與雙向可控硅2的控制端相連。本實(shí)施例中，調(diào)壓器I采用市售AC 1kV柱式調(diào)壓器，雙向可控硅2采用市售雙向高壓可控硅堆(組合元件)，高壓升壓變壓器3采用市售3200kVA/800kV工頻污穢試驗(yàn)變壓器成套設(shè)備的升壓變壓器，整流裝置4采用市售濾波電容器和倍壓電容器實(shí)現(xiàn)，此外本實(shí)施例中的電壓電流檢測裝置6和調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7也均為市售品，電壓電流檢測裝置6用于采集分壓器5的電壓、被試品8的電流，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7為市售的晶閘管調(diào)壓器，用于根據(jù)反饋的電壓和電流以及參考電壓控制雙向可控硅2。
[0014]本實(shí)施例中，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7的輸入端設(shè)有光電隔離器71，電壓電流檢測裝置6的電壓和電流輸出端分別通過光電隔離器71與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7的輸入端相連。采用光電隔離器71實(shí)現(xiàn)信號單向傳輸，使得調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7的輸入端、電壓電流檢測裝置6的電壓和電流輸出端之間完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，電壓電流檢測裝置6的電壓和電流輸出端的輸出信號對調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7的輸入端無干擾影響、抗干擾能力強(qiáng)，具有工作穩(wěn)定，無觸點(diǎn)，使用壽命長，傳輸效率高的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施例中，光電隔離器71采用市售光電隔離器。本實(shí)施例中，分壓器5為直流阻容分壓器，具體采用市售100kV直流阻容分壓器，通過直流阻容分壓器來測量被試品8的電壓，其測量線性度和準(zhǔn)確度不大于±1%，因此電壓檢測更加準(zhǔn)確可靠。
[0015]本實(shí)施例直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的工作原理如下:在工作狀態(tài)下，調(diào)壓器I將輸入端輸入的1kv電源調(diào)壓后，經(jīng)雙向可控硅2后被高壓升壓變壓器3升壓、整流裝置4整流后輸出至被試品8上。當(dāng)被試品8發(fā)生負(fù)載波動時(例如被試品8表面發(fā)生局部放電引起較大泄漏電流時)，分壓器5獲得到被試品8的反饋電壓值，電壓電流檢測裝置6檢測到分壓器5的反饋電壓值，將檢測到的反饋電壓送入調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7，同時調(diào)壓器I則將輸出的基準(zhǔn)電壓一同送入調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7 ο因?yàn)檫\(yùn)放開環(huán)增益很高，而本實(shí)施例中的基準(zhǔn)電壓是從調(diào)壓器I調(diào)壓后取得，所以本實(shí)施例通過雙向可控硅調(diào)壓電路基于調(diào)壓器I調(diào)壓后的電壓作為基準(zhǔn)電壓，使得電路穩(wěn)壓精度較高，能夠減小直流電源動態(tài)壓降的變化，從而實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓(被試品8上電壓)的穩(wěn)定。
[0016]本實(shí)施例中雙向可控硅調(diào)壓電路的調(diào)壓過程如下:調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7將輸入的兩路電壓值進(jìn)行運(yùn)算放大取得差值后發(fā)出相應(yīng)的觸發(fā)信號至雙向可控硅2，控制雙向可控硅2的導(dǎo)通角變化；當(dāng)輸出電壓偏離基準(zhǔn)電壓升高時，雙向可控硅2延遲觸發(fā)，控制角增大、導(dǎo)通角減??；當(dāng)輸出電壓偏離基準(zhǔn)電壓下降時，雙向可控硅2提前觸發(fā)導(dǎo)通，控制角減小、導(dǎo)通角增大，從而使雙向可控硅2的輸出電壓恒定；同時，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置7根據(jù)輸入的電流控制雙向可控硅2輸出的電壓，當(dāng)輸入的電流過大，則可以確定雙向可控硅2的輸出電壓偏小，因此應(yīng)當(dāng)增大雙向可控硅2的輸出電壓，相反如果輸入的電流過小，則可以確定雙向可控硅2的輸出電壓偏大，因此應(yīng)當(dāng)減小雙向可控硅2的輸出電壓。需要說的是，雙向可控硅調(diào)壓電路的上述閉環(huán)控制僅僅是在本實(shí)施例的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)施的一種閉環(huán)控制方式實(shí)例，毫無疑問也可以根據(jù)需要采用目前雙向可控硅調(diào)壓電路現(xiàn)有的常規(guī)控制方式或者其他改進(jìn)的控制方式，本實(shí)施例的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)作為提供了閉環(huán)控制電路結(jié)構(gòu)的硬件平臺，其實(shí)現(xiàn)并不依賴于某一種特定的閉環(huán)控制方式。
[0017]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，其特征在于:包括調(diào)壓器(I)、雙向可控硅(2)、高壓升壓變壓器(3)、整流裝置(4)、分壓器(5)、電壓電流檢測裝置(6)和調(diào)壓穩(wěn)壓裝置(7)，所述調(diào)壓器(I)的輸入端與外部電源相連，所述調(diào)壓器(I)的一路輸出端依次通過雙向可控硅(2)、高壓升壓變壓器(3)、整流裝置(4)輸出給被試品(8)，所述分壓器(5)和被試品(8)并聯(lián)連接，所述電壓電流檢測裝置(6)與分壓器(5)相連，所述電壓電流檢測裝置(6)的反饋電壓輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置(7)的反饋電壓輸入端相連，所述調(diào)壓器(I)的另一路輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置(7)的基準(zhǔn)電壓輸入端相連，所述調(diào)壓穩(wěn)壓裝置(7)的輸出端與雙向可控硅(2)的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)壓穩(wěn)壓裝置(7)的輸入端設(shè)有光電隔離器(71)，所述電壓電流檢測裝置(6)的電壓和電流輸出端分別通過光電隔離器(71)與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置(7)的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)壓穩(wěn)壓裝置(7)為晶閘管調(diào)壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述分壓器(5)為直流阻容分壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)壓器(I)為1KV柱式調(diào)壓器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流高壓試驗(yàn)電源穩(wěn)壓控制系統(tǒng)，包括調(diào)壓器、雙向可控硅、高壓升壓變壓器、整流裝置、分壓器、電壓電流檢測裝置和調(diào)壓穩(wěn)壓裝置，調(diào)壓器的輸入端與外部電源相連，調(diào)壓器的一路輸出端依次通過雙向可控硅、高壓升壓變壓器、整流裝置輸出給被試品，分壓器和被試品并聯(lián)連接，電壓電流檢測裝置與分壓器相連，電壓電流檢測裝置的反饋電壓輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的反饋電壓輸入端相連，調(diào)壓器的另一路輸出端與調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的基準(zhǔn)電壓輸入端相連，調(diào)壓穩(wěn)壓裝置的輸出端與雙向可控硅的控制端相連。本發(fā)明能夠有效抑制輸出紋波、自動修正被控偏離量，響應(yīng)速度快、電壓穩(wěn)定度高、抗擾性能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、操作簡便、維護(hù)簡單。
【IPC分類】G05F1-56
【公開號】CN104699160
【申請?zhí)枴緾N201510138251
【發(fā)明人】陸佳政, 蔣正龍, 張紅先, 李波, 方針, 趙純
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月27日