專利名稱：一種新型局部放電試驗(yàn)電源的制作方法
一種新型局部放電試驗(yàn)電源，主要作為變壓器等高電壓設(shè)備局部放電試驗(yàn)時(shí)的外施電源，屬于高壓試驗(yàn)裝置電源。
局部放電試驗(yàn)是在外施電壓作用下，使被試驗(yàn)設(shè)備的絕緣缺陷放電，利用局部放電測(cè)量?jī)x檢測(cè)其放電現(xiàn)象時(shí)的信號(hào)幅值，判斷其絕緣缺陷的損害程度，對(duì)變壓器等高電壓設(shè)備的早期絕緣狀態(tài)診斷有著非常重要的意義。局部放電試驗(yàn)要求外施加電源為純凈正弦波，以便減少對(duì)局部放電測(cè)量?jī)x的影響和干擾，因此試驗(yàn)電源是局部放電試驗(yàn)的關(guān)鍵。
常用的局部放電試驗(yàn)電源是調(diào)頻發(fā)電機(jī)，它的輸出功率為100-500kVA，頻率為30---300Hz。這種發(fā)電機(jī)實(shí)際使用時(shí)，其頻率和電壓會(huì)隨負(fù)載變化而波動(dòng)，穩(wěn)定性較差；發(fā)電機(jī)工作時(shí)會(huì)對(duì)局部放電測(cè)量存在著電磁干擾，需要采取濾波等措施減少對(duì)局部放電測(cè)量的影響，因此人們一直在尋找更好的局部放電試驗(yàn)電源。
另一種局部放電試驗(yàn)電源，是采用半導(dǎo)體三極管制作的電源，采用三千---六千只小功率三極管并聯(lián)后作乙類推挽放大，作為功率輸出電源，它的標(biāo)稱輸出功率也可以達(dá)到100-300kVA，頻率為30---300Hz。這種電源由于采用幾千只小功率三極管，三極管的損壞概率較高，因此它的可靠性比較差。波形失真導(dǎo)致的諧波對(duì)測(cè)量局部放電量存在影響。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有人嘗試使用SPWM電源作局部放電試驗(yàn)電源，采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，測(cè)量局部放電量，由于SPWM電源諧波干擾大，在高達(dá)100---300pC時(shí)，仍然無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，至今未見(jiàn)有公認(rèn)成功的報(bào)道和產(chǎn)品。
本發(fā)明提出一種新型局部放電試驗(yàn)電源，它由波形產(chǎn)生單元、信號(hào)濾波單元、功率控制、激勵(lì)放大單元、功率輸出單元、電源單元、控制單元和冷卻系統(tǒng)組成。改變波形產(chǎn)生單元的頻率可以調(diào)節(jié)電源的輸出頻率；通過(guò)調(diào)節(jié)功率控制單元的輸出幅值，控制電源的輸出功率。


圖1為這種試驗(yàn)電源的原理框圖，圖中1為波形產(chǎn)生單元，它是一個(gè)正弦波發(fā)生器，頻率可以在30---500Hz調(diào)節(jié)。信號(hào)濾波單元2為一個(gè)窄帶濾波器，它對(duì)正弦波發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)濾波，去除高次諧波成分后，送功率控制單元3，它為功率調(diào)節(jié)電位器，通過(guò)調(diào)節(jié)濾波后的信號(hào)幅值，控制激勵(lì)放大單元4的輸出，激勵(lì)放大單元為一個(gè)中功率放大電路，輸出足夠的功率輸出推動(dòng)功率輸出單元5。功率輸出單元為一個(gè)大功率放大電路，放大電路的輸出，就是電源的輸出。工作電源單元6向波形產(chǎn)生單元、激勵(lì)放大單元和功率輸出單元提供各種必需的工作電源。控制單元7采用可編程控制器PLC對(duì)工作電源的送電時(shí)序進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)功率輸出單元的工作狀態(tài)監(jiān)控保護(hù)。8為單元5的大功率電子管的冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明提出的這種局部放電試驗(yàn)電源，它的功率輸出級(jí)使用大功率電子管作為功率輸出放大器件，使用一至四只電子管就可以輸出100-500kVA的功率。由于功率器件少，因此可靠性很高。另外，電子管優(yōu)異的放大和輸出特性，就決定了這種電源具有很好的輸出波形，它的輸出波形失真非常小，輸出頻率和電壓都也很穩(wěn)定。
圖2是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)例的電原理圖。圖中1為波形發(fā)生單元，它采用模擬電路，產(chǎn)生一個(gè)頻率為30---500Hz的正弦波，頻率可以通過(guò)電位器W1調(diào)節(jié)。2為帶通濾波器，它濾除發(fā)生器輸出信號(hào)的高次諧波。電位器W2調(diào)節(jié)濾波后的正弦波信號(hào)幅值，實(shí)現(xiàn)對(duì)整機(jī)功率輸出的調(diào)節(jié)和控制。3為激勵(lì)放大單元，它是一個(gè)5kVA-10kVA通用放大器，激勵(lì)放大單元輸出的推動(dòng)信號(hào)，經(jīng)B1耦合給功率放大單元4，功率放大單元由輸入變壓器B1、電子管U1和U2、輸出變壓器B0以及阻容元件等構(gòu)成甲乙類功率放大電路。U1和U2為大功率四極電子管，R1和R2為簾柵極電阻，C1和C2為簾柵濾波電容，R3為柵負(fù)壓電阻，在B1次級(jí)繞組接有壓敏電阻RZ1和RZ2作為過(guò)電壓保護(hù)，推挽輸出變壓器B0的輸入和輸出繞組接有RZ3、RZ4、RZ5和RZ6壓敏保護(hù)電阻，防止高電壓試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的反擊過(guò)電壓。電源單元由以下幾個(gè)部分組成B3為星三角整流變壓器，D1、D2、D3、D4、D5和D6組成了一個(gè)三相整流全橋，整流后的直流電壓經(jīng)C3、L和C4濾波后，供給電子管的屏極電壓，壓敏電阻RZ7、RZ8、RZ9和RZ10為過(guò)電壓保護(hù)器件。B5為柵負(fù)壓整流變壓器，次級(jí)電壓經(jīng)單相橋式整流后，經(jīng)整流橋檢波和C7濾波后，經(jīng)R3和輸入變壓器的次級(jí)繞組供給電子管柵極工作電壓。B4為磁飽和燈絲變壓器，它輸出穩(wěn)定的燈絲電壓，供電子管加熱燈絲；B6提供波形單元和激勵(lì)單元的工作電源；B2為簾柵變壓器，整流后經(jīng)C21濾波分別經(jīng)R1和R2供給G1和G2簾柵工作電壓。控制單元6采用可編程控制器PLC控制工作電源的輸出時(shí)序，并對(duì)功率單元監(jiān)控和保護(hù)。圖中框7表示G1和G2的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，它的工作過(guò)程和狀態(tài)也受控制單元6控制。整機(jī)電源的輸出頻率由電位器W1在30---500Hz之間調(diào)節(jié)，電源的輸出功率由電位器W2控制。
在圖2所述的電路中，U1和U2為四極管，如國(guó)產(chǎn)FZ104C。U1和U2可以采取多只電子管并聯(lián)使用，增大輸出功率。電路中的電子管也可使用三極電子管。
這種局部放電試驗(yàn)電源安裝于通用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中，安裝工藝為電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工藝，相同于大功率音頻擴(kuò)大機(jī)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提出的一種新型局部放電試驗(yàn)電源，是一種無(wú)干擾的純凈電源，除用于電力設(shè)備的局部放電試驗(yàn)外，還可以廣泛用于其他需要無(wú)干擾大功率電源的場(chǎng)合，具有廣泛的使用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種新型局部放電試驗(yàn)電源由波形產(chǎn)生單元、濾波單元、功率控制、激勵(lì)放大單元、功率輸出單元、工作電源單元、控制單元和冷卻系統(tǒng)組成。它的主要技術(shù)特征是通過(guò)波形產(chǎn)生單元產(chǎn)生一個(gè)正弦波信號(hào)，經(jīng)濾波后，經(jīng)功率調(diào)節(jié)電位器，送到激勵(lì)放大單元，輸出的推動(dòng)信號(hào)送給功率放大，由放大器的輸出，提供這種電源的功率輸出，電源輸出通過(guò)輸出變壓器輸出，這種電源的功率輸出級(jí)采用電子管作為功率放大元件，電源的輸出頻率和輸出電壓可以控制。
2.一種如權(quán)利要求1所述的一種新型局部放電試驗(yàn)電源，它的主要技術(shù)特征是它的功率輸出是使用了大功率四極電子管構(gòu)成的功率放大電路，對(duì)構(gòu)成放大器的電子管，有一個(gè)冷卻系統(tǒng)幫助電子管散熱。
3.一種如權(quán)利要求1所述的一種新型局部放電試驗(yàn)電源，它的主要技術(shù)特征是它的功率輸出是使用了大功率三極電子管構(gòu)成的功率放大電路，對(duì)構(gòu)成放大器的電子管，有一個(gè)冷卻系統(tǒng)幫助電子管散熱。
全文摘要
一種新型局部放電試驗(yàn)電源由波形產(chǎn)生、濾波、功率控制、激勵(lì)放大、功率輸出、工作電源、控制和冷卻系統(tǒng)等單元組成。波形產(chǎn)生單元是30－500Hz的正弦波發(fā)生器，濾波單元對(duì)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)濾波，經(jīng)調(diào)節(jié)電位器送激勵(lì)放大單元放大，再送給功率輸出單元。電源單元提供波形產(chǎn)生、激勵(lì)放大和功率輸出單元的工作電源，工作電源上電時(shí)序受控制單元控制，控制單元還對(duì)功率輸出進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)。這種電源輸出采用大功率電子管作為功率放大器件。改變正弦波發(fā)生器的頻率，控制電源的輸出頻率，調(diào)節(jié)輸出電位器控制電源的輸出功率。這種電源主要用作高電壓設(shè)備的局部放電試驗(yàn)電源，也可用于其他需要無(wú)干擾大功率電源的場(chǎng)合，具有廣泛的使用價(jià)值。
文檔編號(hào)H03F3/20GK1657951SQ20041000572
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者薛建仁 申請(qǐng)人:薛建仁