一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置及測試方法
【專利摘要】本發明公開的一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置及測試方法，該測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有氣動球隙和充電電壓測試分壓器，放電電壓測試分壓器依次與放電電流測試線圈、電抗器以及被測串聯電容器串聯形成閉合回路，電抗器兩端還并聯有放電電壓測試分壓器，利用該測試裝置進行測試的方法包括選定目標值進行充電、合上氣動球隙放電以及放電完成后打開氣動球隙開關三步。本發明的一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置及方法，解決了現有測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內阻尼放電電流測試過程。
【專利說明】—種串聯電容器阻尼放電的測試裝置及測試方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于測試設備【技術領域】，具體涉及一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置，還涉及一種利用該測試裝置進行阻尼放電測試的方法。
【背景技術】
[0002]串聯電容器要承受當系統故障后間隙導通或旁路開關合閘時通過系統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，必須通過測試驗證。
[0003]目前，常規此項測試的直流電源通常采用工頻交流調壓器一變壓器生壓一高壓硅堆整流的模式，由于受脈動整流相對頻率(IOOHz)影響，試品容抗較大，由于受高壓硅堆通流較小和測試變壓器容量影響，測試時，升流最大才能達到數十毫安級，很難在20s內完成升壓過程；另外，手動調整火花間隙的擊穿距離，速度慢，在規定電壓下，擊穿間隙距離大小很難人工掌握精度，由于這兩個缺點，按照GB/T6115.1第5.13項要求，無法完成在20s內完成一次升壓放電過程。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置，解決了現有測試裝置存在的升壓放電速度慢的問題。
[0005]本發明的目的還在于提供一種利用該測試裝置進行阻尼放電測試的方法，使得升壓放電速度大大提升。
[0006]本發明所采用的技術方案是:一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置，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有氣動球隙和充電電壓測試分壓器，氣動球隙還通過接地線接地，放電電壓測試分壓器依次與放電電流測試線圈、電抗器以及被測串聯電容器串聯形成閉合回路，電抗器兩端還并聯有放電電壓測試分壓器，放電電流測試線圈以及放電電壓測試分壓器分別與同一個數字存儲錄波器的不同通道相連。
[0007]本發明所采用的另一種技術方案是:利用上述測試裝置進行串聯電容器阻尼放電測試的方法，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，合上電源開關對整個電路進行升壓充電到目標值；
[0009]第二步，當升壓充電達到目標值時，關閉變頻諧振恒流充電電源，并手動合上氣動球隙進行放電，放電同時觸發數字存儲錄波器記錄回路內的電壓及電流特性；
[0010]第三步，當放電完成后，打開氣動球隙使其復位；
[0011]第四步，重復進行第一步到第三步的測試過程10次，每次時間間隔不超過20s，完成測試后如果該串聯電容器仍然完好則證明其測試性能達標。
[0012]本發明的特點還在于，[0013]第一步中對整個電路進行升壓充電到目標值的具體過程為:
[0014]將變頻諧振恒流充電電源調為零相位，調節頻率至254.3Hz，然后運行變頻諧振恒流充電電源并對其進行升壓，使輸出電流達到目標值，期間在充電電壓測試分壓器兩端連接一個電壓表監測升壓充電是否達到目標值。
[0015]第二步中關閉變頻諧振恒流充電電源的具體過程為:
[0016]將變頻諧振恒流充電電源的電壓迅速調回零位并停止運行。
[0017]本發明的一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置，解決了現有測試裝置存在的升壓放電速度慢的問題，并且在升壓過程中整個設備不會出現過流情況，而采用上述測試裝置進行放電測試的方法能夠保證升壓放電時間在7s?8s內完成，保證了高可靠、高精度、高速度完成20s內阻尼放電電流測試過程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置的結構示意圖。
[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.氣動球隙,6.充電電壓測試分壓器，7.被測串聯電容器，8.電抗器,9.放電電壓測試分壓器，10.放電電流測試線圈，11.接地線，12.數字存儲錄波器。
【具體實施方式】
[0020]下面結合【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0021]本發明提供的一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置的結構如圖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4兩端還分別并聯有氣動球隙5和充電電壓測試分壓器6，氣動球隙5還通過接地線11接地，放電電壓測試分壓器6依次與放電電流測試線圈10、電抗器8以及被測串聯電容器7串聯形成閉合回路，電抗器8兩端還并聯有放電電壓測試分壓器9，放電電流測試線圈10以及放電電壓測試分壓器9分別與同一個數字存儲錄波器12的不同通道相連。
[0022]利用上述的測試裝置進行串聯電容器阻尼放電測試的方法，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，合上電源開關開始充電，同時將變頻諧振恒流充電電源2調為零相位，調節頻率至254.3Hz，然后運行變頻諧振恒流充電電源2并對其進行升壓，使輸出電流達到目標值，期間在充電電壓測試分壓器6兩端連接一個電壓表監測升壓充電是否達到目標值；
[0024]第二步，當升壓充電達到目標值時，將變頻諧振恒流充電電源2的電壓迅速調回零位并停止運行，然后手動合上氣動球隙5進行放電，放電同時觸發數字存儲錄波器12記錄回路內的電壓及電流特性；
[0025]第三步，當放電完成后，打開氣動球隙5使其復位；
[0026]第四步，重復進行第一步到第三步的測試過程10次，每次時間間隔不超過20s，完成測試后如果該串聯電容器仍然完好則證明其測試性能達標。
[0027]本發明中通過提前測試被測串聯電容器的阻尼放電電流、阻尼電抗的電感量和放電時阻尼電阻回路電阻，與其匹配設計電抗器。同時由于原來接入的是IOkV的高壓工頻電源，操作時存在風險，測試的直流電源采用工頻交流調壓器一變壓器升壓一高壓硅堆整流的模式，受工頻全波整流測試時使用的變壓器的脈動整流相對頻率(IOOHz)的影響，導致被測串聯電容器的容抗較大(平均達到36.25 Ω )，并受高壓硅堆通流較小和試驗變壓器容量影響，使得升流最大才能達到數十安級，升壓充電時從零升到目標值的速度較慢，而本發明中直接接入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串聯調諧工況下，通過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，從而降低了被測串聯電容器的容抗(平均達到5.77 Ω)，計算可知本發明中被測串聯電容器的容抗為原工頻全波整流時的0.16倍，在增大充電電源頻率的同時又降低了被測串聯電容器的容抗，因此使得升壓充電過程可以在6s?7s完成；現有的放電過程采用手動控制火花間隙利用短路放電的方式，這種手動調整火花間隙擊穿距離的方式放電速度較慢，而且在規定電壓下擊穿間隙的距離大小很難人工掌握，因此本發明采用氣動火花間隙觸發的方式，在預先調好間隙擊穿距離尺寸后，將控制氣動球隙啟動和打開的控制按鈕設置在變頻諧振恒流充電電源上，而控制氣動球隙啟動和打開的裝置與氣動球隙相連，當升壓完成后，手動啟動氣動球隙觸頭，控制擊穿距離迅速使其擊穿，從而整個放電時間控制在0.5s左右；同時還利用高速、高分辨率、高精度的數字存儲錄波器完成在氣動火花間隙觸發后的記錄并自動存儲試驗波形工作，因此保證了整個升壓放電時間在7s?8s內完成，并且能高可靠、高精度、高速度完成20s內阻尼放電電流測試過程。
[0028]通過上述方式，本發明的一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置，解決了現有測試裝置存在的升壓放電速度慢的問題，并且在升壓過程中整個設備不會出現過流情況，而采用上述測試裝置進行放電測試的方法能夠保證升壓放電時間在7s?8s內完成，保證了高可靠、高精度、高速度完成20s內阻尼放電電流測試過程。
【權利要求】
1.一種串聯電容器阻尼放電的測試裝置，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)兩端還分別并聯有氣動球隙(5)和充電電壓測試分壓器(6)，氣動球隙(5)還通過接地線(11)接地，放電電壓測試分壓器(6)依次與放電電流測試線圈(10)、電抗器⑶以及被測串聯電容器(7)串聯形成閉合回路，電抗器⑶兩端還并聯有放電電壓測試分壓器(9)，放電電流測試線圈(10)以及放電電壓測試分壓器(9)分別與同一個數字存儲錄波器(12)的不同通道相連。
2.利用權利要求1所述的測試裝置進行串聯電容器阻尼放電測試的方法，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，合上電源開關對整個電路進行升壓充電到目標值； 第二步，當升壓充電達到目標值時，關閉變頻諧振恒流充電電源(2)，并手動合上氣動球隙(5)進行放電，放電同時觸發數字存儲錄波器(12)記錄回路內的電壓及電流特性； 第三步，當放電完成后，打開氣動球隙(5)使其復位； 第四步，重復進行第一步到第三步的測試過程10次，每次時間間隔不超過20s，完成測試后如果該串聯電容器仍然完好則證明其測試性能達標。
3.如權利要求2所述的測試方法，其特征在于，所述第一步中對整個電路進行升壓充電到目標值的具體過程為: 將變頻諧振恒流充電電源(2)調為零相位，調節頻率至254.3Hz，然后運行變頻諧振恒流充電電源(2)并對其進行升壓，使輸出電流達到目標值，期間在充電電壓測試分壓器(6)兩端連接一個電壓表監測升壓充電是否達到目標值。
4.如權利要求2所述的測試方法，其特征在于，所述第二步中關閉變頻諧振恒流充電電源(2)的具體過程為: 將變頻諧振恒流充電電源(2)的電壓迅速調回零位并停止運行。
【文檔編號】G01R31/14GK104007378SQ201410186291
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】王耀, 車景鋒, 武紅旗, 王剛, 孫曉鳳, 胡凌濤, 黨艷, 張 杰 申請人:合容電氣股份有限公司