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交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置的制造方法

文檔序號:10801832閱讀:706來源:國知局
交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,包括交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源和電子式電流互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng),其中交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源,包括一個直流沖擊電源、一個直流暫穩(wěn)態(tài)電源、一個交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源及合成回路控制系統(tǒng);電子式電流互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng),包括標(biāo)準(zhǔn)互感器、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換裝置、互感器復(fù)合誤差校驗儀。本實用新型的檢測裝置可分別實現(xiàn)對直流電流互感器和交流電流互感器的暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗,通過直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)試驗電源與交流暫穩(wěn)態(tài)試驗電源組成的合成試驗回路方法,明顯的減小直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)試驗中儲能電容的容量,而且能更加精確靈活的調(diào)整和配置暫態(tài)電流峰值、衰減時間常數(shù)、階躍電流響應(yīng)等重要參數(shù)。
【專利說明】
交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,具體為一種針對電子式電流互感器(ECT)基于模塊化設(shè)計的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,包括直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)試驗電源與交流暫穩(wěn)態(tài)試驗電源組成的合成試驗回路方法,可分別實現(xiàn)對直流電流互感器和交流電流互感器的暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗,屬電氣行業(yè)的互感器檢測試驗技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國,能源資源與消費中心逆向分布的特點決定了電網(wǎng)必然采用大容量、遠距離、高電壓等級輸電的發(fā)展戰(zhàn)略,逐步構(gòu)建強交流、強直流互相補充和支撐的堅強電網(wǎng)。隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的高速發(fā)展,電力系統(tǒng)容量不斷增大,超、特高壓交直流輸電網(wǎng)成為電力輸送的骨干網(wǎng)架。超、特高壓交直流輸電技術(shù)因其具有輸電容量大、送電距離遠、線損小等優(yōu)點,近年來在我國電網(wǎng)建設(shè)中得到了大力發(fā)展,建設(shè)規(guī)模逐年擴大。
[0003]目前已投運±400kV?±800kV直流輸電工程20余項,預(yù)計到2020年前后將建成30余項。目前,中國僅有10條特高壓線路獲準(zhǔn)開工,其中六條“兩交四直”特高壓輸電工程已經(jīng)投運,2015年,國家電網(wǎng)特高壓線路建設(shè)規(guī)劃為“五交八直”,共13條,國家電網(wǎng)還計劃到2020年建成“五縱五橫”,合計27條特高壓線路。交直流輸電線路已經(jīng)成為我國跨區(qū)域電力輸送的重要通道,其在電網(wǎng)中的資源配置作用以及對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的影響也更為顯著。
[0004]超、特高壓電網(wǎng)在安全穩(wěn)定運行方面所面臨的挑戰(zhàn)日益突出,其典型表現(xiàn)之一就是系統(tǒng)短路電流大和一次時間常數(shù)大。繼電保護作為保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的主要技術(shù)措施其動作性能受到為其提供系統(tǒng)電流信息的電流互感器暫、穩(wěn)態(tài)特性的影響,尤其是電流互感器暫態(tài)特性的影響。在電壓較低的電網(wǎng)中,短路電流非周期性分量衰減速度很快,短路電流很快達到穩(wěn)定狀態(tài),故采用一般保護用電流互感器即可滿足要求。但在我國實際開展的超、特高壓輸變電示范工程中功率交換容量巨大,750kV變電站GIS主回路中電流互感器電流變比高達4000A/1A,100kV特高壓示范工程GIS主回路中電流互感器的電流變比高達6000A/1A,在這些超、特高壓電力系統(tǒng)中短路電流非周期性分量衰減時間較長,而要求切除短路故障的時間很短,如果電流互感器暫態(tài)特性不好,則有可能造成繼電保護誤動或拒動威脅系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就對電流互感器暫態(tài)誤差相關(guān)檢定試驗提出了更高的要求。根據(jù)JJG1021-2007《電力互感器》檢定規(guī)程規(guī)定在電力互感器交接驗收及出具正式報告時應(yīng)采用直接比較法進行檢定,對于具有暫態(tài)保護特性的電流互感器國標(biāo)GB16847-1997規(guī)定型式試驗是在規(guī)定的限值參數(shù)和工作循環(huán)下進行的直接法試驗。直接比較法對試驗電源的容量要求相當(dāng)大,而且傳統(tǒng)試驗電源需要通過改變回路電感來調(diào)節(jié)一次回路時間常數(shù)這樣又會造成回路阻抗過高難以滿足暫態(tài)電流要求。
[0005]針對上述問題,有學(xué)者提出采用等安匝法合成試驗方法來等效暫態(tài)特性直接試驗法來解決電流互感器帶直流衰減分量的低頻響應(yīng)特性,由工頻穩(wěn)態(tài)電源與直流暫態(tài)電源合成的暫態(tài)試驗電源,通過改變直流回路電感來模擬直流穩(wěn)態(tài)電流和暫態(tài)電流,與振蕩交流電流合成一次暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)電流。該方案雖然比傳統(tǒng)的暫態(tài)特性直接法試驗方案減小了電源試驗容量,可以將交流試驗容量及回路參數(shù)和直流暫態(tài)特性試驗容量及回路參數(shù)分別配置,提高了試驗的靈活性。但由于實際試驗中暫態(tài)特性的時間常數(shù)差異很大,對直流暫態(tài)回路可調(diào)電感的設(shè)計難度大大增加甚至難以實現(xiàn),同時為了滿足上述要求,對整體儲能容量和系統(tǒng)設(shè)計難度和成本也大大增加。時間常數(shù)越大,儲能系統(tǒng)和試驗回路的設(shè)計難度和成本越大,為了滿足200ms及以上時間常數(shù)的試驗要求,直流暫態(tài)試驗系統(tǒng)僅儲能電容和試驗回路成本就高達數(shù)百萬,成本很大、體積龐大,不利于以后的升級和現(xiàn)場靈活使用,無法滿足互感器暫態(tài)特性試驗應(yīng)用需求,不利于互感器暫態(tài)特性試驗技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是針對【背景技術(shù)】提出的問題,提出一種針對電子式電流互感器(ECT)基于模塊化設(shè)計的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,包括交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源和電子式電流互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng)。交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源的合成試驗回路方法,明顯減小直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)試驗中儲能電容的容量,而且能夠?qū)﹄娮邮诫娏骰ジ衅鞲屿`活的進行暫態(tài)電流峰值、衰減時間常數(shù)、階躍電流響應(yīng)等重要參數(shù)的精確調(diào)整和配置。同時,所述的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置通過模塊化配置和組合,可分別實現(xiàn)對直流電流互感器和交流電流互感器的暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗。
[0007]為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要,本實用新型提供了一種針對電子式電流互感器(ECT)的交直流大電流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置。所述的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,包括交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源和電子式電流互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng)。其中交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源包括交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源、直流暫穩(wěn)態(tài)試驗電源和直流沖擊電源以及合成試驗控制系統(tǒng)組成;電子式電流互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng),包括標(biāo)準(zhǔn)互感器、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換裝置、互感器復(fù)合誤差校驗儀等組成。
[0008]所述的交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源包括大容量試驗變壓器、單相調(diào)壓器、低壓動態(tài)無功補償電容組模塊、選相投切晶閘管、升流器及大電流CT等檢測控制系統(tǒng)組成;
[0009]所述的單相調(diào)壓器的輸入端連接在大容量試驗變壓器輸出端或者三相線電壓端口之間,輸出端的一端連接在選相投切晶閘管的一側(cè),一端連接在低壓動態(tài)無功補償電容組模塊和升流器輸入之間;
[0010]所述的選相投切晶閘管是雙向晶閘管或由2個單相晶閘管并接組成的I個雙向晶閘管,連接在單相調(diào)壓器和升流器之間;
[0011]所述的低壓動態(tài)無功補償電容器組模塊為過零電壓自動投切,兩端并接在升流器的輸入側(cè)兩端,所述的大電流CT串在升流器的輸出端口;
[0012]所述的交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源實現(xiàn)交流電流互感器的額定值(如6kA)等以下長時間穩(wěn)態(tài)電流系列試驗以及短時間暫態(tài)交流電流試驗。
[0013]所述的直流沖擊電源包括高頻高壓電容器充電電源、充電控制開關(guān)、脈沖功率儲能電容、大功率脈沖晶閘管、固定或可調(diào)的續(xù)流電感以及檢測保護控制電路組成;
[0014]所述的高頻高壓電容器充電電源為單相或三相輸入,輸出端的正極與充電控制開關(guān)連接,負(fù)端與系統(tǒng)的地電位和脈沖功率儲能電容的負(fù)極相連,所述的充電控制開關(guān)連接在高頻高壓充電電源和脈沖功率儲能電容正極之間,所述的脈沖功率儲能電容與續(xù)流二極管并聯(lián),所述的大功率脈沖晶閘管連接在脈沖功率儲能電容的正極和輸出續(xù)流電感之間,所述的輸出續(xù)流電感串在直流沖擊電源的輸出回路中;
[0015]所述的直流沖擊電源采用模塊化設(shè)計,與直流暫穩(wěn)態(tài)電源組合后,可滿足直流大沖擊電流上升速率要求,寬范圍時間常數(shù)的靈活設(shè)置調(diào)節(jié),以及短時階躍方波電流試驗,從而滿足直流電流互感器的任意電流試驗要求。
[0016]所述的直流暫穩(wěn)態(tài)電源由三相低壓大電流可控直流電源組成,包括三相整流電路、DC/AC高頻逆變電路、高頻整流電路、輸出濾波電路以及控制保護電路組成;
[0017]所述的直流暫穩(wěn)態(tài)電源的功率變換單元采用多個IGBT高頻PffM變換功率模塊并聯(lián)組成,三相交流電經(jīng)過三相不控整流、DC/AC高頻逆變、高頻變壓器輸出再經(jīng)過倍流整流、濾波最終得到所需低壓大電流直流輸出;
[0018]所述的直流暫穩(wěn)態(tài)電源可實現(xiàn)輸出滿足直流電流互感器的額定值(如5kA)及以下長時間穩(wěn)態(tài)電流的系列試驗要求,并滿足短時間(如I分鐘以內(nèi))的暫態(tài)直流大電流(如20kA)輸出,最大暫態(tài)輸出電流響應(yīng)數(shù)率可達到10kA/10mS。
[0019]所述的交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源、直流沖擊電源和直流暫穩(wěn)態(tài)電源均采用模塊化設(shè)計,通過模塊組合方式既可實現(xiàn)電子式交流電流互感器的穩(wěn)態(tài)電流試驗要求,又可以滿足保護級ECT的暫態(tài)大電流保護特性現(xiàn)場交接試驗要求,同時,可靈活實現(xiàn)交流大電流輸出、直流沖擊電流上升速率配置以及直流暫態(tài)/沖擊電流值以及時間常數(shù)控制。
[0020]所述的互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)互感器、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換裝置、互感器復(fù)合誤差校驗儀等組成;
[0021]所述的合成回路控制系統(tǒng)包括交流暫穩(wěn)態(tài)控制模塊、直流暫穩(wěn)態(tài)電流控制模塊、直流沖擊電流控制模塊以及系統(tǒng)控制單元組成;
[0022]所述的系統(tǒng)控制單元包括系統(tǒng)保護控制模塊、選相控制模塊、波形監(jiān)測模塊和波形調(diào)節(jié)預(yù)制模塊,通過監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各模塊輸出波形,并向不同的電流輸出模塊輸出調(diào)整工作狀態(tài)的信號指令以及指令信號時刻等;
[0023]所述的系統(tǒng)選相控制模塊,以所述工頻電壓零點,用于控制不同模塊間輸出單元滿足不同相位要求的合成波形;
[0024]所述的波形監(jiān)測模塊,用于采集不同電流輸出模塊的交直流暫穩(wěn)態(tài)輸出電流波形,從而監(jiān)測系統(tǒng)所述的穩(wěn)態(tài)電流波形和暫態(tài)電流波形;
[0025]所述的波形調(diào)節(jié)模塊,用于調(diào)節(jié)暫態(tài)電流波形的上升速率、時間常數(shù)、電流維持時間,從而對暫態(tài)電流波形進行調(diào)節(jié),配合直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)電源的電流輸出,能組成輸出滿足任意特征的交直流電流波形。
[0026]所述的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源工作內(nèi)容如下:
[0027](I)通過直流暫穩(wěn)態(tài)電源實現(xiàn)直流電流互感器的5kA及以下長時間穩(wěn)態(tài)系列試驗,I分鐘以內(nèi)20kA直流暫態(tài)電流輸出,最大暫態(tài)輸出電流響應(yīng)數(shù)率10kA/10mS;
[0028](2)通過直流暫穩(wěn)態(tài)電源和直流沖擊電源的組合,實現(xiàn)直流電流互感器的20kA及以下40mS-lmin的直流沖擊暫態(tài)電流試驗以及方波電流試驗等,實現(xiàn)20kA/500uS的沖擊電流上升速率和寬范圍時間常數(shù)的靈活設(shè)置;
[0029](3)通過交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源實現(xiàn)交流電流互感器的6kA及以下長時間穩(wěn)態(tài)系列試驗,由于該模塊沒有回路可調(diào)電感,并采用大容量晶閘管過零投切和電容無功補償設(shè)計,可大大減小交流暫穩(wěn)態(tài)電流模塊的電源試驗容量;
[0030](4)通過交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源、直流暫穩(wěn)態(tài)電源和直流沖擊電源的組合,實現(xiàn)保護級電子式電流互感器(ECT)的20kA保護特性現(xiàn)場交接試驗用暫態(tài)大電流試驗,滿足交流分量峰值電流:20kA匝或20kA單匝;直流輸出采用電氣并聯(lián)法,直流分量全偏移,時間常數(shù)滿足40mS?lmin,實現(xiàn)直流偏移沖擊電流上升速率和寬范圍時間常數(shù)的靈活設(shè)置。
[0031 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的有益效果是:
[0032]1、本實用新型技術(shù)方案中,采用直流沖擊電源、直流暫穩(wěn)態(tài)試驗電源和交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源組合實現(xiàn)交直流一體化暫穩(wěn)態(tài)試驗電源系統(tǒng),通過不同的輸出電流組合實現(xiàn)交流或直流的任意大小和形狀的輸出電流波形;
[0033]2、本實用新型技術(shù)方案中,采用系統(tǒng)選相控制方式,以交流工頻電壓過零時刻為起點,控制直流沖擊電源的脈沖功率晶閘管的放電觸發(fā)時刻以滿足不同相位要求的合成輸出電流波形;
[0034]3、本實用新型技術(shù)方案中,采用雙向晶閘管實現(xiàn)交流穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)電流過零導(dǎo)通控制,通過晶閘管和機械接觸器的組合開關(guān)方式實現(xiàn)交流低壓動態(tài)無功補償電容的自動控制,采用升流器并聯(lián)組合方式可以得到數(shù)十千安的輸出大電流;
[0035]4、本方面技術(shù)方案中,采用固定電感或小可調(diào)電感滿足沖擊電流的上升速率,無需可調(diào)電感,采用直流暫態(tài)大電源控制整體輸出電流的時間常數(shù)、電流下降速率和電流維持時間,交直流電流的暫穩(wěn)態(tài)電流波形進行精確控制和調(diào)節(jié);
[0036]5、本方面技術(shù)方案中,采用直流沖擊電源和直流暫態(tài)電源組合方式,提高了直流暫態(tài)電流的上升速度,同時也減小了對直流暫態(tài)電源的輸出電流容量以及性能指標(biāo)要求;
[0037]6、通過多類型模塊組合試驗方法取消整體試驗回路可調(diào)電感,僅保留直流沖擊電流模塊中的試驗電感,采用固定式小電感或微可調(diào)電感方式保證沖擊電流上升速率和最小放電時間常數(shù)要求;整體試驗系統(tǒng)采用模塊化組合設(shè)計和集成控制技術(shù),實現(xiàn)整體系統(tǒng)無電感或微可調(diào)電感設(shè)計和基于無功補償?shù)倪x相投切控制,較于單純儲能暫態(tài)沖擊試驗回路方案,儲能脈沖電容及試驗要求條件由15000uF/2kA/40mS/,減小為1600uF/20kA/且時間常數(shù)從40mS?Imin;大大降低對試驗電源的容量需求,滿足交直流電流互感器暫、穩(wěn)態(tài)試驗和檢測技術(shù)需求;
[0038]7、基于模塊化的直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)試驗電源與交流暫穩(wěn)態(tài)試驗電源組成的合成試驗回路方法,可分別實現(xiàn)對直流電流互感器和交流電流互感器的暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗。
【附圖說明】
[0039]附圖1是本實用新型實施例中一種電子式電流互感器暫態(tài)特性合成試驗系統(tǒng)的原理示意圖;
[0040]附圖2是本實用新型實施例中直流沖擊電源的工作原理示意圖;
[0041]附圖3是本實用新型實施例中直流暫穩(wěn)態(tài)電源的工作原理示意圖;
[0042]附圖4是本實用新型實施例中交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源的工作原理示意圖;
[0043]附圖5是本實用新型實施例中電子式電流互感器暫態(tài)特性合成試驗系統(tǒng)實現(xiàn)方案的工作原理示意圖;
[0044]附圖6是本實用新型實施例中直流沖擊電源放大后波形圖;
[0045]附圖7是本實用新型實施例中直流沖擊電源及直流暫穩(wěn)態(tài)電源及合成總的輸出電流波形圖;
[0046]附圖8是本實用新型實施例中直流沖擊電源及合成總的輸出電流放大波形圖。
【具體實施方式】
[0047]下面詳細描述本實用新型的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始自終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能呢的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本實用新型,而不能理解為對本實用新型的限制。
[0048]以下結(jié)合附圖對本實施例作進一步說明:
[0049]本實施例中提供的電子式電流互感器(ECT)的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示,所述的檢測裝置包括由交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源、直流暫穩(wěn)態(tài)試驗電源和直流沖擊電源以及合成回路控制系統(tǒng)組成的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源和電子式電流互感器(ECT)現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng)組成。
[0050]交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源連接于升流器和ECT試品之間的工頻分量回路,向工頻分量回路輸出工頻交流電壓和工頻交流電流;如圖4所示,交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源包括三相/單相大容量試驗變壓器Tl、自動單相調(diào)壓器T2、選相投切雙向晶閘管Dl、低壓動態(tài)無功補償電容組模塊Cl、升流器T3及大電流CT等組成,其中升流器T3—次側(cè)與補償電容器組Cl并聯(lián),選相投切雙向晶閘管Dl —端與自動單相調(diào)壓器T2的二次側(cè)連接,一端與補償電容器組Cl連接。[0051 ]直流沖擊電源連接于沖擊電流輸出端口和ECT試品之間的直流沖擊電流分量回路;如圖2所示,直流沖擊電源包括高頻高壓電容器充電電源DY1、充電控制開關(guān)K1、脈沖功率儲能電容Cl、大功率脈沖晶閘管D1、續(xù)流二極管D2和續(xù)流電感LI組成,充電控制開關(guān)Kl、大功率脈沖晶閘管D1、續(xù)流電感LI依次連接在直流電容充電電源DYl的正極端與ECT試品之間,大功率脈沖晶閘管Dl連接在脈沖功率儲能電容Cl和續(xù)流二極管D2的正極端之間。
[0052 ] 直流暫穩(wěn)態(tài)電源連接與暫穩(wěn)態(tài)電流輸出端口與ECT試品之間的直流暫穩(wěn)態(tài)電流分量回路;如圖3所示,直流暫穩(wěn)態(tài)電源由三相整流單元、IGBT高頻逆變橋單元、高頻變壓器、大電流輸出整流單元和濾波單元組成,直流暫穩(wěn)態(tài)電流輸出單元與直流沖擊電流輸出單元實現(xiàn)直接電氣連接和并聯(lián)輸出,實現(xiàn)直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)電流的總體協(xié)調(diào)控制輸出;
[0053]交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源實現(xiàn)交流暫穩(wěn)態(tài)電流輸出,并與直流電源輸出的沖擊/暫穩(wěn)態(tài)電流實現(xiàn)電氣隔離或近似單點電氣連接的的安匝耦合輸出,即總的輸出電流波形是交流暫穩(wěn)態(tài)電流波形與直流沖擊/暫態(tài)電流波形的疊加。
[0054]如圖5所示,闡述了電子式電流互感器的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理。交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置的檢測單元由檢測直流沖擊電流的羅氏線圈、檢測直流暫穩(wěn)態(tài)電流的分流計或直流比較儀式直流標(biāo)準(zhǔn)互感器、檢測交流暫穩(wěn)態(tài)電流的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器(CT)以及檢測輸出總電流的大電流高精度霍爾傳感器組合而成;針對不同時間特性的電流采用不同的電流檢測方法,進行總電流分析計算以及波形數(shù)據(jù)輸出。
[0055]本實用新型提供一種交直流電子式電流互感器(ECT)的交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,包括交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源和電子式電流互感器(ECT)現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng)組成,提出的一種直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)試驗電源與交流暫穩(wěn)態(tài)試驗電源組成的合成試驗回路方法,可分別實現(xiàn)對直流電流互感器和交流電流互感器的暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗。
[0056]如圖6所示,給出了沖擊電流的試驗波形。沖擊電流峰值可以通過改變電容器充電電壓即初始放電電壓進行調(diào)節(jié),其沖擊電流上升時間則由充電電容器的電容值和總放電電感決定。
[0057]直流沖擊電流源具備提供快速上升動態(tài)階躍的能力,電流上升動態(tài)可以達到20kA/(800us?Ims)和5kA/(100?150us)的上升速度,電流峰值也可以最大達到20kA甚至以上,滿足了暫態(tài)特性試驗的需求;但是下降時間常數(shù)過短,不足以滿足試驗需要。
[0058]相比之下,直流暫穩(wěn)態(tài)電流源其上升動態(tài)時間較長,約為10?20ms,但是在5kA/(10?20)ms和20kA/( 10?30)ms斜率區(qū)間以內(nèi)可以實現(xiàn)電流上升率的可控制,正好可以用來補償沖擊電流源的電流下降階段。同時,直流暫穩(wěn)態(tài)大電流源采用模塊化設(shè)計,結(jié)合交錯并聯(lián)技術(shù),可以提供lpu、2pu乃至6pu的暫穩(wěn)態(tài)試驗電流,如圖7所示,給出了沖擊電流源和直流暫穩(wěn)態(tài)電流源及組合后的電流試驗波形。
[0059]如圖8所示,給出了直流沖擊電流源及組合后的直流電流試驗波形。
[0060]通過組合回路試驗法,組合加入交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源回路的方式既可以保留直流沖擊電流源的快速上升動態(tài)特性,又可以利用暫穩(wěn)態(tài)可調(diào)電流源的補償特性及交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電流源的特性,通過三者的組合,可分別實現(xiàn)對直流電流互感器和交流電流互感器的暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗。
[0061]以上僅為本實用新型的實施例而已,并不用于限制本實用新型,因此,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換或改進等,均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,包括交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源和電子式電流互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng),其中,交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化試驗電源,包括一個直流沖擊電源、一個直流暫穩(wěn)態(tài)電源、一個交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源及合成回路控制系統(tǒng);電子式電流互感器現(xiàn)場試驗檢測系統(tǒng),包括標(biāo)準(zhǔn)互感器、標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換裝置、互感器復(fù)合誤差校驗儀;其特征在于: 所述直流沖擊電源采用高頻高壓充電電源、脈沖功率電容和大功率晶閘管放大電路;直流暫穩(wěn)態(tài)電源采用多個IGBT高頻PWM變換功率模塊并聯(lián)組成,三相交流電經(jīng)過三相不控整流、DC/AC高頻逆變、高頻變壓器輸出再經(jīng)過倍流整流、濾波最終得到所需低壓大電流直流輸出;交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源包括大容量試驗變壓器、單相調(diào)壓器、無功補償電容、選相投切晶閘管、升流器;合成回路控制系統(tǒng)包括交流暫穩(wěn)態(tài)控制模塊、直流暫穩(wěn)態(tài)電流控制模塊、直流沖擊電流控制模塊以及系統(tǒng)控制單元。2.如權(quán)利要求1所述的一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,其特征在于: 所述交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源包括大容量試驗變壓器、單相調(diào)壓器、低壓動態(tài)無功補償電容組模塊、選相投切晶閘管、升流器及大電流CT; 所述的單相調(diào)壓器的輸入端連接在大容量試驗變壓器輸出端或者三相線電壓端口之間,輸出端的一端連接在選相投切晶閘管的一側(cè),一端連接在低壓動態(tài)無功補償電容組模塊和升流器輸入之間; 所述的選相投切晶閘管是雙向晶閘管或由2個單相晶閘管并接組成的I個雙向晶閘管,連接在單相調(diào)壓器和升流器之間; 所述的低壓動態(tài)無功補償電容器組模塊為過零電壓自動投切,兩端并接在升流器的輸入側(cè)兩端,所述的大電流CT串在升流器的輸出端口; 所述的交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源實現(xiàn)交流電流互感器的額定值以下長時間穩(wěn)態(tài)電流系列試驗以及短時間暫態(tài)交流電流試驗。3.如權(quán)利要求1所述的一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,其特征在于: 所述的直流沖擊電源包括高頻高壓電容器充電電源、充電控制開關(guān)、脈沖功率儲能電容、大功率脈沖晶閘管、固定或可調(diào)的續(xù)流電感以及檢測保護控制電路; 所述的高頻高壓電容器充電電源為單相或三相輸入,輸出端的正極與充電控制開關(guān)連接,負(fù)端與系統(tǒng)的地電位和脈沖功率儲能電容的負(fù)極相連,所述的充電控制開關(guān)連接在高頻高壓充電電源和脈沖功率儲能電容正極之間,所述的脈沖功率儲能電容與續(xù)流二極管并聯(lián),所述的大功率脈沖晶閘管連接在脈沖功率儲能電容的正極和輸出續(xù)流電感之間,所述的輸出續(xù)流電感串在直流沖擊電源的輸出回路中。4.如權(quán)利要求1所述的一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,其特征在于: 所述的直流暫穩(wěn)態(tài)電源由三相低壓大電流可控直流電源組成,包括三相整流電路、DC/AC高頻逆變電路、高頻整流電路、輸出濾波電路以及控制保護電路組成; 所述的直流暫穩(wěn)態(tài)電源的功率變換單元采用多個IGBT高頻PWM變換功率模塊并聯(lián)組成,三相交流電經(jīng)過三相不控整流、DC/AC高頻逆變、高頻變壓器輸出再經(jīng)過倍流整流、濾波最終得到所需低壓大電流直流輸出。5.如權(quán)利要求1所述的一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,其特征在于: 所述直流沖擊電源與直流暫穩(wěn)態(tài)電源之間進行直接電氣連接,直流沖擊電源和交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源之間以及直流暫穩(wěn)態(tài)電源和交流工頻暫穩(wěn)態(tài)電源之間采用安匝法耦合連接,通過不同的組合配置實現(xiàn)對直流電流互感器和交流電流互感器的不同試驗需求。6.如權(quán)利要求1所述的一種交直流暫穩(wěn)態(tài)一體化檢測裝置,其特征在于: 所述合成回路控制系統(tǒng)包括交流暫穩(wěn)態(tài)控制模塊、直流暫穩(wěn)態(tài)電流控制模塊、直流沖擊電流控制模塊以及系統(tǒng)控制單元組成,用于實現(xiàn)暫態(tài)電流和沖擊電流的同步合閘控制、暫態(tài)試驗電流波形以時間常數(shù)控制,通過控制電流源的輸出電流參數(shù),包括峰值、上升速率、時間常數(shù)等,以滿足不同試驗的要求; 所述系統(tǒng)控制單元包括系統(tǒng)保護控制模塊、選相控制模塊、波形監(jiān)測模塊和波形調(diào)節(jié)預(yù)制模塊,通過監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)各模塊輸出波形,并向不同的電流輸出模塊輸出調(diào)整工作狀態(tài)的信號指令以及指令信號時刻; 所述的系統(tǒng)選相控制模塊,以所述工頻電壓零點,用于控制不同模塊間輸出單元滿足不同相位要求的合成波形; 所述的波形監(jiān)測模塊,用于采集不同電流輸出模塊的交直流暫穩(wěn)態(tài)輸出電流波形,從而監(jiān)測系統(tǒng)所述的穩(wěn)態(tài)電流波形和暫態(tài)電流波形; 所述的波形調(diào)節(jié)模塊,用于調(diào)節(jié)暫態(tài)電流波形的上升速率、時間常數(shù)、電流維持時間,從而對暫態(tài)電流波形進行調(diào)節(jié),配合直流沖擊/暫穩(wěn)態(tài)電流源的電流輸出,能組成輸出滿足任意特征的交直流電流波形。
【文檔編號】G01R35/02GK205484764SQ201620259787
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】張 杰, 徐浩, 姚翔宇, 姚俊, 董勤, 尹齊心, 江棟, 邵顯清, 馮萬興, 劉飛, 王佳穎, 馮利民, 王朔
【申請人】國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院
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