基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源的制作方法
【專利摘要】一種基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，包括用于將輸入的三相電經變頻電源輸出可變頻可調壓的低壓交流電，變頻電源連接相控雙向開關，相控開關控制輸出至勵磁變壓器的交流電壓，交流源經勵磁變壓器用于串聯(lián)諧振供電，串聯(lián)諧振電路包括高壓空心諧振電抗器與高壓負載電容，輸出的高壓聯(lián)接高壓測量單元，高壓測量單元由一臺高壓無局放耦合電容分壓器，高壓無局放耦合電容分壓器用于測量高壓電壓及采樣局放信號。本發(fā)明的低壓相控開關的應用提高了振蕩波高壓電源的可靠性與安全性。
【專利說明】基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力電纜的高壓試驗裝置，特別涉及一種基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，屬于高壓試驗【技術領域】。
【背景技術】
[0002]國內高壓電纜試驗現階段都采用耐壓試驗檢查電纜的質量，2000年以后，電纜交流耐壓試驗逐漸在國內開展。交流耐壓試驗中，如果采用低耐壓試驗，無法檢查出電纜的質量問題，可能在電纜通電運行時出現故障；國家試驗規(guī)范采用提高耐壓試驗的電壓值和延長耐壓時間，可以解決前面上述問題。但耐壓試驗本身是一種破壞性試驗，提高耐壓電壓值和延長耐壓時間都會使高壓電纜的壽命降低。
[0003]電纜試驗中采用衰減振蕩波局放試驗可以降低電纜耐壓試驗的電壓值，減少耐壓延長時間，有著能代替原交流耐壓試驗、破壞性較低、又能分析定位故障及可估算設備使用壽命的優(yōu)越性?，F國內外局放試驗在高壓主變壓器等電力設備中有著較廣范的應用，在高壓電纜采用局放試驗國內已經進入實質性研究，普通正弦波無局放電源因為每個波頭一樣高，無法完成故障定位，用局放衰減振蕩波試驗利用其波形的返回波能精確定位電纜故障點，所以急切需要一種可靠的能適合現場試驗的無局放衰減振蕩波電源。
[0004]無局放衰減振蕩波高壓電源一般都采用直流充電和高壓開關相結合的方案，此方案的高壓開關成本高可靠差，技術門檻高，幾十千伏和幾百千伏的高電壓電子開關較難實現，成本相當高，較難以在試驗行業(yè)的推廣；也有應用串聯(lián)諧振的無局放振蕩波高壓電源，但一般都采用短路勵磁變的方案，此方案的短路開關及變頻電源及易損壞，因為變頻電源和短路開關經常受大電流沖擊，經常工作于變頻電源和短路開關的極限，因此故障率較高，沒有被推廣的可能，低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源成功避免上述問題，為高壓電力電纜現場開展局放試驗實現可能性，為電力電纜的高壓試驗帶來革命性變化，進一步也可拓展于其它電力設備的高壓試驗，因此其經濟效益和社會效益顯見。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種無局放衰減振蕩波電源，該電源用于電纜的新型交流耐壓試驗，有著能代替原交流耐壓試驗、破壞性較低、又能分析定位故障及可估算設備使用壽命的優(yōu)越性。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，其包括用于將輸入的三相電經變頻電源輸出可變頻可調壓的低壓交流電，變頻電源聯(lián)接相控雙向開關，相控開關控制輸出至勵磁變壓器的交流電壓，交流源經勵磁變壓器用于串聯(lián)諧振供電，串聯(lián)諧振電路包括高壓空心諧振電抗器與高壓負載電容，輸出的高壓聯(lián)接高壓測量單元，高壓測量單元由一臺高壓無局放耦合電容分壓器，高壓無局放耦合電容分壓器用于測量高壓電壓及采樣局放信號。
[0007]優(yōu)化地，所述基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，其特征在于:可檢測正弦波高壓過零點，并根據高壓頻率，計算高壓的峰值時間點，在該時間點上低壓相控開關直接斷開變頻電源輸出，使得在輸出高壓峰值上處于衰減振蕩。
[0008]優(yōu)化地，所述的基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，其特征在于:所述的串聯(lián)諧振電抗器采用不飽和多層餅式空心電抗器，該電抗器根據諧振需要電抗值，采用多餅串聯(lián)組合，有效的提高的振蕩波電源的頻率工作范圍。
[0009]優(yōu)化地，所述的基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，其特征在于:所述的高壓測量單元采用高電壓測量與局放量測量共用一個高壓電容，形成串聯(lián)式局放檢測阻抗和高壓測量系統(tǒng)，高壓隔離測量系統(tǒng)的低壓臂通過局放檢測阻抗接地，高壓取樣電路采用虛擬地，整合了局放檢測和高壓測量。
[0010]由于采用上述技術方案，本發(fā)明的有益效果:低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源成功，為高壓電力電纜現場開展局放試驗實現可能性，為電力電纜的高壓試驗帶來革命性變化，進一步也可拓展于其它電力設備的高壓試驗，因此其經濟效益和社會效益顯見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]附圖1為本發(fā)明基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源技術方案框圖；
[0012]附圖2為本發(fā)明基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源原理框圖；
[0013]附圖3為本發(fā)明為高壓峰值衰減控制波形示意圖；
【具體實施方式】
[0014]下面將結合附圖1對本發(fā)明實施方案進行詳細說明:
[0015]如圖1所示的種基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源的技術方案，包括用于將輸入的三相電經變頻電源I輸出可變頻可調壓的低壓交流電，所述變頻電源聯(lián)接相控雙向開關2，所述相控開關控制輸出至勵磁變壓器3的交流電壓，交流源經所述勵磁變壓器用于串聯(lián)諧振供電，串聯(lián)諧振電路包括高壓空心諧振電抗器4與高壓負載電容5，輸出的高壓聯(lián)接高壓測量單元6，所述高壓測量單元由一臺高壓無局放耦合電容分壓器7，所述高壓無局放耦合電容分壓器用于測量高壓電壓及采樣局放信號。
[0016]下面將結合附圖2對本發(fā)明實施方案進行詳細說明:
[0017]如圖2所示的種基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源的原理圖，其包括依次相連的整流濾波電路1、調寬逆變功率電路2、濾波器3、低壓相控開關組件4、勵磁變壓器5、高壓無局耦合電容分壓器6、高壓諧振電抗器7。其中輸入的三相電接入整流濾波電路I輸出直流，所述整流濾波電路I的輸出與調寬逆變功率電路2聯(lián)接輸出脈寬調制信號，經輸出正弦波交流信號，所述調濾波器3輸出的低壓變頻交流信號通過低壓相控開關組件4為高壓諧振回路供電。
[0018]勵磁變壓器5的高壓繞組與高壓諧振電抗器7及負載電容形成高壓串聯(lián)諧振回路，且高壓無局耦合電容分壓器6與所述負載電容并聯(lián)參與串聯(lián)諧振。
[0019]所述高壓無局耦合電容分壓器6的低壓電容聯(lián)接隔離檢測電路62相聯(lián)，用作高電壓取樣，所述隔離檢測電路62將高壓電壓幅值、相位及頻率處理，處理信號經光電轉換63送至測量表頭64顯示實時的高壓電壓值，高壓電壓的相位經所述光電轉換63送至低壓相控開關組件4，所述低壓相控開關組件4根據電壓過零點計算電壓峰值點控制相位開關，從而實現振蕩波的峰值衰減；高壓無局耦合電容分壓器6的低壓電容下端與大地之間串聯(lián)一個局放檢測阻抗61，所述的局放檢測阻抗61將采樣的高電壓局放信號送至相應的局放分析定位裝置，形成高壓檢測單元。
[0020]圖3為高壓峰值衰減控制波形示意圖。所述的低壓相控開關組件4前端與串聯(lián)諧振的供電端相聯(lián)接，后端與所述勵磁變壓器5的低壓端相聯(lián)，所述的低壓相控開關組件4平時為全接通狀態(tài)，當升壓至試驗電壓及需產生高壓衰減振蕩波時，根據電壓過零檢測點，1/4周期后的電壓峰值點即為相位開關斷開點，斷開相位開關后電路的高壓諧振電抗器和負載電容繼續(xù)充放電，在無供電有電抗器內阻及其它損耗下，產生衰減振蕩波。
[0021]以上對本發(fā)明所實施的一種基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源進行了解釋和說明，其可以方便、快捷的完成220kV及以下電力電纜的投運前及大修維護前的局放耐壓試驗。本發(fā)明將于局放檢測系統(tǒng)與定位軟件結合使用，結合后的系統(tǒng)可更加高效的查找有故障電纜的故障點及缺陷。本發(fā)明具有顯著的技術進步應該會帶來可觀的經濟效.、
Mo
[0022]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據本發(fā)明的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，其包括用于將輸入的三相電經變頻電源輸出可變頻可調壓的低壓交流電，變頻電源連接相控雙向開關，相控開關控制輸出至勵磁變壓器的交流電壓，交流源經勵磁變壓器用于串聯(lián)諧振供電，串聯(lián)諧振電路包括高壓空心諧振電抗器與高壓負載電容，輸出的高壓聯(lián)接高壓測量單元，高壓測量單元由一臺高壓無局放耦合電容分壓器，高壓無局放耦合電容分壓器用于測量高壓電壓及采樣局放信號。
2.根據權利要求1所述基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，其特征在于:可檢測正弦波高壓過零點，并根據高壓頻率，計算高壓的峰值時間點，在該時間點上低壓相控開關直接斷開變頻電源輸出，使得在輸出高壓峰值上處于衰減振蕩。
3.根據權利要求1所述的基于低壓相控開關無局放衰減振蕩波高壓電源，其特征在于:所述的高壓測量單元采用高電壓測量與局放量測量共用一個高壓電容，形成串聯(lián)式局放檢測阻抗和高壓測量系統(tǒng)，高壓隔離測量系統(tǒng)的低壓臂通過局放檢測阻抗接地，高壓取樣電路采用虛擬地，整合了局放檢測和高壓測量。
【文檔編號】G01R31/14GK104345255SQ201410619164
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權日:2014年11月7日
【發(fā)明者】樊斌, 臧濤成, 程新利, 周洪, 劉曉莊, 朱愛敏 申請人:蘇州科技學院