[實用新型]基于直流高壓串級發生電路的極性反轉電壓發生裝置

有效

• 申請號: 201220681820.8
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN202931209U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 池明赫;陳慶國;高源;魏新勞;王永紅;聶洪巖
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本實用新型涉及一種極性反轉電壓發生裝置，特別涉及一種基于直流高壓串級發生電路的極性反轉電壓發生裝置。

背景技術

隨著國民經濟的持續增長、對能源需求日益提高，高電壓遠距離輸電已成為影響經濟發展的戰略問題。國家能源領導小組辦公室將特高壓電網建設列為能源工作的要點。在特高壓遠距離輸電線路中，直流輸電有著明顯的優勢，因此直流輸電將在輸電網絡中起著越來越重要的地位。換流變壓器是直流輸電系統中至關重要的關鍵設備，也是交、直流輸電系統聯接兩端換流站和逆變站的核心設備。由于運行工況的特殊性，換流變壓器閥側繞組的激勵電壓類型與普通電力變壓器有很大差別：除承受交流電壓、雷電沖擊和操作過電壓外，還承受極性反轉等電壓作用。在直流系統潮流反轉過程中，送端換流變壓器的閥側繞組電壓由一種穩態躍變到極性相反幅值相同的另一種穩態，即發生極性反轉。換流變壓器端部油紙復合絕緣中的電場也將會發生一個從一種分布狀態向另一種狀態的轉變過程。此時不同介質交界面處的界面空間電荷將會減少并且反向積累，而這一過程的時間很長，遠大于系統的極性反轉時間(一般為幾十毫秒)，因此反轉瞬間油、紙將承受空間電荷感應電壓與反轉瞬間外加電壓容性分量的共同作用，這種作用的結果在油中相互加強，而在絕緣紙中相互削弱，并且由于油的相對介電常數較小，在反轉的瞬間，油中承擔了大部分的外加電壓，故而出現電位集中，這將會導致油中發生局放甚至擊穿。這是傳統的電力變壓器中所沒有的現象，也是換流變壓器絕緣設計中的難點。許多變壓器的絕緣故障均為實驗或運行中電壓進行極性反轉時發生的。可見研究極性反轉電壓作用下的油紙絕緣特性，對于換流變壓器絕緣結構的設計有著十分重要的意義。因此亟需一種換流變壓器極性反轉試驗電源。現有極性反轉電壓發生器采用將單相交流電經升壓變壓器升壓后，通過半波整流電路分別對兩個串聯的電容器器進行充電從而輸出正極性或負極性高壓直流，該電路缺點是變壓器、整流硅堆、電容器器的工作電壓較高，當所需電壓等級較高時，技術要求及生產成本均較高。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有極性反轉電壓發生裝置難以產生較高電壓且成本較高的問題，本實用新型提供一種基于直流高壓串級發生電路的極性反轉電壓發生裝置。

本實用新型的一種基于直流高壓串級發生電路的極性反轉電壓發生裝置，它包括調壓器、升壓變壓器、正極性直流高壓串級發生電路、負極性直流高壓串級發生電路、單刀雙擲開關和保護電阻；

調壓器的原邊線圈的兩端用于輸入單相交流電信號，調壓器的副邊線圈的一端與升壓變壓器的原邊線圈的一端連接，調壓器的副邊線圈的可調端與升壓變壓器的原邊線圈的另一端連接，升壓變壓器的副邊線圈的一端同時與正極性直流高壓串級發生電路的信號輸入A端和負極性直流高壓串級發生電路的信號輸入A端連接，升壓變壓器的副邊線圈的另一端同時與正極性直流高壓串級發生電路的信號輸入B端、負極性直流高壓串級發生電路的信號輸入B端和供電電源地連接，正極性直流高壓串級發生電路的直流信號輸出C端連接單刀雙擲開關的常開靜觸點，負極性直流高壓串級發生電路的直流信號輸出C端連接單刀雙擲開關的常閉靜觸點，單刀雙擲開關的動觸點連接保護電阻的一端，該保護電阻的另一端和供電電源地之間串聯試品的兩端。

本實用新型的優點在于，通過直流高壓串極發生電路產生高壓直流，當輸出直流電壓為U_out且串級電壓發生電路的級數為n時，變壓器的高壓側一端接地，另一端對地絕緣要求為U_out/2n，直流高壓串級發生電路的電容器及高壓硅堆的工作電壓最大為U_out/n，而現有半波整流倍壓電路中變壓器的高壓側對地絕緣等級最高為U_out，高壓硅堆及電容器的工作電壓最大為U_out/2。本實用新型降低了對變壓器及高壓硅堆的絕緣要求，解決了原有半波整流倍壓電路由于升壓變壓器、高壓硅堆、電容器的工作電壓較高而無法產生較高電壓的問題，提高了直流電壓等級，并降低了成本。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的基于直流高壓串級發生電路的極性反轉電壓發生裝置的電氣連接示意圖。

圖2為具體實施方式三所述的正極性直流高壓串級發生電路的電氣結構示意圖。

圖3為具體實施方式六所述的負極性直流高壓串級發生電路的電氣結構示意圖。

具體實施方式