一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置及測(cè)試方法，該測(cè)試裝置包括相連的隔離變壓器、變頻諧振恒流充電電源和升壓整流變壓器，升壓整流變壓器連接有全校整流硅堆，全校整流硅堆兩端還分別并聯(lián)有氣動(dòng)球隙和充電電壓測(cè)試分壓器，放電電壓測(cè)試分壓器依次與放電電流測(cè)試線圈、電抗器以及被測(cè)串聯(lián)電容器串聯(lián)形成閉合回路，電抗器兩端還并聯(lián)有放電電壓測(cè)試分壓器，利用該測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試的方法包括選定目標(biāo)值進(jìn)行充電、合上氣動(dòng)球隙放電以及放電完成后打開氣動(dòng)球隙開關(guān)三步。本發(fā)明的一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置及方法，解決了現(xiàn)有測(cè)試裝置存在的升壓放電速度慢的問題，保證了高可靠、高精度、高速度地完成20s內(nèi)阻尼放電電流測(cè)試過(guò)程。
【專利說(shuō)明】—種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)試設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置，還涉及一種利用該測(cè)試裝置進(jìn)行阻尼放電測(cè)試的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]串聯(lián)電容器要承受當(dāng)系統(tǒng)故障后間隙導(dǎo)通或旁路開關(guān)合閘時(shí)通過(guò)系統(tǒng)的故障電流與電容器組放電電流(包括非周期分量)疊加的放電電流。電容器是否能承受這么大的放電電流，必須通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證。
[0003]目前，常規(guī)此項(xiàng)測(cè)試的直流電源通常采用工頻交流調(diào)壓器一變壓器生壓一高壓硅堆整流的模式，由于受脈動(dòng)整流相對(duì)頻率(IOOHz)影響，試品容抗較大，由于受高壓硅堆通流較小和測(cè)試變壓器容量影響，測(cè)試時(shí)，升流最大才能達(dá)到數(shù)十毫安級(jí)，很難在20s內(nèi)完成升壓過(guò)程；另外，手動(dòng)調(diào)整火花間隙的擊穿距離，速度慢，在規(guī)定電壓下，擊穿間隙距離大小很難人工掌握精度，由于這兩個(gè)缺點(diǎn)，按照GB/T6115.1第5.13項(xiàng)要求，無(wú)法完成在20s內(nèi)完成一次升壓放電過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置，解決了現(xiàn)有測(cè)試裝置存在的升壓放電速度慢的問題。
[0005]本發(fā)明的目的還在于提供一種利用該測(cè)試裝置進(jìn)行阻尼放電測(cè)試的方法，使得升壓放電速度大大提升。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置，包括依次相連的隔離變壓器、變頻諧振恒流充電電源以及升壓整流變壓器，升壓整流變壓器兩端連接有全校整流硅堆，全校整流硅堆兩端還分別并聯(lián)有氣動(dòng)球隙和充電電壓測(cè)試分壓器，氣動(dòng)球隙還通過(guò)接地線接地，放電電壓測(cè)試分壓器依次與放電電流測(cè)試線圈、電抗器以及被測(cè)串聯(lián)電容器串聯(lián)形成閉合回路，電抗器兩端還并聯(lián)有放電電壓測(cè)試分壓器，放電電流測(cè)試線圈以及放電電壓測(cè)試分壓器分別與同一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)錄波器的不同通道相連。
[0007]本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是:利用上述測(cè)試裝置進(jìn)行串聯(lián)電容器阻尼放電測(cè)試的方法，具體包括以下步驟:
[0008]第一步，將隔離變壓器的兩端與220V交流電源相連，合上電源開關(guān)對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行升壓充電到目標(biāo)值；
[0009]第二步，當(dāng)升壓充電達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，關(guān)閉變頻諧振恒流充電電源，并手動(dòng)合上氣動(dòng)球隙進(jìn)行放電，放電同時(shí)觸發(fā)數(shù)字存儲(chǔ)錄波器記錄回路內(nèi)的電壓及電流特性；
[0010]第三步，當(dāng)放電完成后，打開氣動(dòng)球隙使其復(fù)位；
[0011]第四步，重復(fù)進(jìn)行第一步到第三步的測(cè)試過(guò)程10次，每次時(shí)間間隔不超過(guò)20s，完成測(cè)試后如果該串聯(lián)電容器仍然完好則證明其測(cè)試性能達(dá)標(biāo)。
[0012]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，[0013]第一步中對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行升壓充電到目標(biāo)值的具體過(guò)程為:
[0014]將變頻諧振恒流充電電源調(diào)為零相位，調(diào)節(jié)頻率至254.3Hz，然后運(yùn)行變頻諧振恒流充電電源并對(duì)其進(jìn)行升壓，使輸出電流達(dá)到目標(biāo)值，期間在充電電壓測(cè)試分壓器兩端連接一個(gè)電壓表監(jiān)測(cè)升壓充電是否達(dá)到目標(biāo)值。
[0015]第二步中關(guān)閉變頻諧振恒流充電電源的具體過(guò)程為:
[0016]將變頻諧振恒流充電電源的電壓迅速調(diào)回零位并停止運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明的一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置，解決了現(xiàn)有測(cè)試裝置存在的升壓放電速度慢的問題，并且在升壓過(guò)程中整個(gè)設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)過(guò)流情況，而采用上述測(cè)試裝置進(jìn)行放電測(cè)試的方法能夠保證升壓放電時(shí)間在7s?8s內(nèi)完成，保證了高可靠、高精度、高速度完成20s內(nèi)阻尼放電電流測(cè)試過(guò)程。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1.隔離變壓器，2.變頻諧振恒流充電電源，3.升壓整流變壓器，4.全校整流娃堆,5.氣動(dòng)球隙,6.充電電壓測(cè)試分壓器，7.被測(cè)串聯(lián)電容器，8.電抗器,9.放電電壓測(cè)試分壓器，10.放電電流測(cè)試線圈，11.接地線，12.數(shù)字存儲(chǔ)錄波器。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]本發(fā)明提供的一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括依次相連的隔離變壓器1、變頻諧振恒流充電電源2以及升壓整流變壓器3，升壓整流變壓器3兩端連接有全校整流硅堆4，全校整流硅堆4兩端還分別并聯(lián)有氣動(dòng)球隙5和充電電壓測(cè)試分壓器6，氣動(dòng)球隙5還通過(guò)接地線11接地，放電電壓測(cè)試分壓器6依次與放電電流測(cè)試線圈10、電抗器8以及被測(cè)串聯(lián)電容器7串聯(lián)形成閉合回路，電抗器8兩端還并聯(lián)有放電電壓測(cè)試分壓器9，放電電流測(cè)試線圈10以及放電電壓測(cè)試分壓器9分別與同一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)錄波器12的不同通道相連。
[0022]利用上述的測(cè)試裝置進(jìn)行串聯(lián)電容器阻尼放電測(cè)試的方法，具體包括以下步驟:
[0023]第一步，將隔離變壓器I的兩端與220V交流電源相連，合上電源開關(guān)開始充電，同時(shí)將變頻諧振恒流充電電源2調(diào)為零相位，調(diào)節(jié)頻率至254.3Hz，然后運(yùn)行變頻諧振恒流充電電源2并對(duì)其進(jìn)行升壓，使輸出電流達(dá)到目標(biāo)值，期間在充電電壓測(cè)試分壓器6兩端連接一個(gè)電壓表監(jiān)測(cè)升壓充電是否達(dá)到目標(biāo)值；
[0024]第二步，當(dāng)升壓充電達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，將變頻諧振恒流充電電源2的電壓迅速調(diào)回零位并停止運(yùn)行，然后手動(dòng)合上氣動(dòng)球隙5進(jìn)行放電，放電同時(shí)觸發(fā)數(shù)字存儲(chǔ)錄波器12記錄回路內(nèi)的電壓及電流特性；
[0025]第三步，當(dāng)放電完成后，打開氣動(dòng)球隙5使其復(fù)位；
[0026]第四步，重復(fù)進(jìn)行第一步到第三步的測(cè)試過(guò)程10次，每次時(shí)間間隔不超過(guò)20s，完成測(cè)試后如果該串聯(lián)電容器仍然完好則證明其測(cè)試性能達(dá)標(biāo)。
[0027]本發(fā)明中通過(guò)提前測(cè)試被測(cè)串聯(lián)電容器的阻尼放電電流、阻尼電抗的電感量和放電時(shí)阻尼電阻回路電阻，與其匹配設(shè)計(jì)電抗器。同時(shí)由于原來(lái)接入的是IOkV的高壓工頻電源，操作時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)，測(cè)試的直流電源采用工頻交流調(diào)壓器一變壓器升壓一高壓硅堆整流的模式，受工頻全波整流測(cè)試時(shí)使用的變壓器的脈動(dòng)整流相對(duì)頻率(IOOHz)的影響，導(dǎo)致被測(cè)串聯(lián)電容器的容抗較大(平均達(dá)到36.25 Ω )，并受高壓硅堆通流較小和試驗(yàn)變壓器容量影響，使得升流最大才能達(dá)到數(shù)十安級(jí)，升壓充電時(shí)從零升到目標(biāo)值的速度較慢，而本發(fā)明中直接接入220V交流電源，并且由于變頻諧振恒流充電電源的工作頻率(254.3Hz)較大，在LC串聯(lián)調(diào)諧工況下，通過(guò)體積和重量都很小的隔離變壓器和升壓變壓器，全橋整流器加載試品，從而降低了被測(cè)串聯(lián)電容器的容抗(平均達(dá)到5.77 Ω)，計(jì)算可知本發(fā)明中被測(cè)串聯(lián)電容器的容抗為原工頻全波整流時(shí)的0.16倍，在增大充電電源頻率的同時(shí)又降低了被測(cè)串聯(lián)電容器的容抗，因此使得升壓充電過(guò)程可以在6s?7s完成；現(xiàn)有的放電過(guò)程采用手動(dòng)控制火花間隙利用短路放電的方式，這種手動(dòng)調(diào)整火花間隙擊穿距離的方式放電速度較慢，而且在規(guī)定電壓下?lián)舸╅g隙的距離大小很難人工掌握，因此本發(fā)明采用氣動(dòng)火花間隙觸發(fā)的方式，在預(yù)先調(diào)好間隙擊穿距離尺寸后，將控制氣動(dòng)球隙啟動(dòng)和打開的控制按鈕設(shè)置在變頻諧振恒流充電電源上，而控制氣動(dòng)球隙啟動(dòng)和打開的裝置與氣動(dòng)球隙相連，當(dāng)升壓完成后，手動(dòng)啟動(dòng)氣動(dòng)球隙觸頭，控制擊穿距離迅速使其擊穿，從而整個(gè)放電時(shí)間控制在0.5s左右；同時(shí)還利用高速、高分辨率、高精度的數(shù)字存儲(chǔ)錄波器完成在氣動(dòng)火花間隙觸發(fā)后的記錄并自動(dòng)存儲(chǔ)試驗(yàn)波形工作，因此保證了整個(gè)升壓放電時(shí)間在7s?8s內(nèi)完成，并且能高可靠、高精度、高速度完成20s內(nèi)阻尼放電電流測(cè)試過(guò)程。
[0028]通過(guò)上述方式，本發(fā)明的一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置，解決了現(xiàn)有測(cè)試裝置存在的升壓放電速度慢的問題，并且在升壓過(guò)程中整個(gè)設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)過(guò)流情況，而采用上述測(cè)試裝置進(jìn)行放電測(cè)試的方法能夠保證升壓放電時(shí)間在7s?8s內(nèi)完成，保證了高可靠、高精度、高速度完成20s內(nèi)阻尼放電電流測(cè)試過(guò)程。
【權(quán)利要求】
1.一種串聯(lián)電容器阻尼放電的測(cè)試裝置，其特征在于，包括依次相連的隔離變壓器(I)、變頻諧振恒流充電電源(2)以及升壓整流變壓器(3)，升壓整流變壓器(3)兩端連接有全校整流硅堆(4)，全校整流硅堆(4)兩端還分別并聯(lián)有氣動(dòng)球隙(5)和充電電壓測(cè)試分壓器(6)，氣動(dòng)球隙(5)還通過(guò)接地線(11)接地，放電電壓測(cè)試分壓器(6)依次與放電電流測(cè)試線圈(10)、電抗器⑶以及被測(cè)串聯(lián)電容器(7)串聯(lián)形成閉合回路，電抗器⑶兩端還并聯(lián)有放電電壓測(cè)試分壓器(9)，放電電流測(cè)試線圈(10)以及放電電壓測(cè)試分壓器(9)分別與同一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)錄波器(12)的不同通道相連。
2.利用權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置進(jìn)行串聯(lián)電容器阻尼放電測(cè)試的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 第一步，將隔離變壓器(I)的兩端與220V交流電源相連，合上電源開關(guān)對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行升壓充電到目標(biāo)值； 第二步，當(dāng)升壓充電達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，關(guān)閉變頻諧振恒流充電電源(2)，并手動(dòng)合上氣動(dòng)球隙(5)進(jìn)行放電，放電同時(shí)觸發(fā)數(shù)字存儲(chǔ)錄波器(12)記錄回路內(nèi)的電壓及電流特性； 第三步，當(dāng)放電完成后，打開氣動(dòng)球隙(5)使其復(fù)位； 第四步，重復(fù)進(jìn)行第一步到第三步的測(cè)試過(guò)程10次，每次時(shí)間間隔不超過(guò)20s，完成測(cè)試后如果該串聯(lián)電容器仍然完好則證明其測(cè)試性能達(dá)標(biāo)。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述第一步中對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行升壓充電到目標(biāo)值的具體過(guò)程為: 將變頻諧振恒流充電電源(2)調(diào)為零相位，調(diào)節(jié)頻率至254.3Hz，然后運(yùn)行變頻諧振恒流充電電源(2)并對(duì)其進(jìn)行升壓，使輸出電流達(dá)到目標(biāo)值，期間在充電電壓測(cè)試分壓器(6)兩端連接一個(gè)電壓表監(jiān)測(cè)升壓充電是否達(dá)到目標(biāo)值。
4.如權(quán)利要求2所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述第二步中關(guān)閉變頻諧振恒流充電電源(2)的具體過(guò)程為: 將變頻諧振恒流充電電源(2)的電壓迅速調(diào)回零位并停止運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】G01R31/14GK104007378SQ201410186291
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】王耀, 車景鋒, 武紅旗, 王剛, 孫曉鳳, 胡凌濤, 黨艷, 張 杰 申請(qǐng)人:合容電氣股份有限公司