[發明專利]高壓串聯諧振裝置和利用該裝置的耐壓試驗方法

有效

• 申請號: 201410101715.6
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103869113B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 白堯;陳敏;汪濤;陳雋;朱世明;夏天
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G01R31/12
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所42113
• 代理人: 雷速

技術領域

本發明涉及電氣設備絕緣檢測技術領域，具體說是一種實現安全量測的高壓串聯諧振裝置和試驗電壓量測方法。

背景技術

現有的串聯諧振交流耐壓試驗中，均采用在高壓端直接接電容分壓器來測量試驗電壓值，這種方法直接監測被測點的電壓，測量過程直觀、結果準確。但在現場應用中，由于試驗電壓值往往很高，達到數百甚至上千千伏，對絕緣的要求很高；且分壓器外形一般較為細長，電場分布較難控制，往往需加配大型均壓環；分壓器不允許平放，豎直組裝后都是“瘦高”型，重心易偏離，需加裝較長的地腳，占地大，對現場擺放要求也高；另外高電壓等級耐壓試驗時往往需要多節分壓器串聯使用，現場吊裝、組合，試驗后拆卸工作量大，效率極為低下，已不能滿足特高壓換流站眾多高壓開關設備現場特殊試驗的需求，急需一種新型的測量方法代替傳統分壓器測量方法。

變頻串聯諧振裝置帶固定電抗器，工作頻率一般為30～300Hz。現場普遍使用的工頻交流分壓器均在50Hz工頻電壓下校準，設計時也未仔細考慮30～300Hz的頻率特性，因此用現有分壓器測量串聯諧振試驗電壓時，導致實際可能存在較大誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種實現安全、準確量測的高壓串聯諧振裝置和試驗電壓量測方法。

所述高壓串聯諧振裝置，包括變頻電源柜、試驗變壓器、諧振電抗器，所述變頻電源柜的電壓輸出端連接到所述試驗變壓器的低壓端，試驗變壓器的高壓端連接所述諧振電抗器和電容性試品的串聯回路，電容性試品的一端接地，其特征是：

還包括帶有電流傳感器的試驗電壓測量裝置，所述電流傳感器串接于試驗變壓器高壓端尾部與電容性試品的接地端之間；

所述諧振電抗器固定節數，且固定位置安裝，以使諧振電抗器的電感量保持不變。

一種實施例，所述諧振電抗器固定安裝在試驗平臺車上。

一種優化方案，所述試驗電壓測量裝置含有信號采集單元、信號存儲單位、信號處理單元和顯示裝置，所述信號采集單元的信號輸出到信號存儲單位和信號處理單元，信號處理單元并輸出信號到顯示裝置。

一種上述諧振裝置的高壓串聯諧振裝置的耐壓試驗方法，其特征是：將變頻電源柜的電壓輸出端連接到試驗變壓器的低壓端，串聯連接試驗變壓器的高壓端與諧振電抗器、電容性試品和帶電流傳感器的試驗電壓測量裝置構成串聯回路，其中諧振電抗器固定安裝于試驗平臺車上，以保持固定的電感量，電容性試品的一端接地；連接好電容性試品后，根據電流傳感器的輸出信號進行傅立葉變換，得到回路電流的基波信號，并由該基波信號與諧振電抗器的感抗乘積計算出當前電容性試品的試驗電壓值，并送計算結果到顯示裝置；按下述步驟順序操作：

第一步、調節變頻電源柜的調壓裝置，使顯示裝置所顯示的試驗電壓達到預定試驗電壓值的3%～10%；

第二步、調節變頻電源柜的調頻裝置，使顯示裝置所顯示的試驗電壓達到最大值，之后保持該試驗電壓最大值時的頻率；

第三步、調節變頻電源柜的調壓裝置使輸出電壓升高，直至顯示裝置所顯示的試驗電壓值達到預定的試驗電壓值，記錄升壓過程中所計算的電容性試品的試驗電壓值。

作為優化方案，所述試驗電壓測量裝置中的電流傳感器串接于試驗變壓器高壓端尾部與電容性試品的接地端之間。

基本原理是當串聯諧振回路處于完全諧振狀態時，電容性試品兩端電壓等于諧振電抗器電壓值，而諧振電抗器電壓值=諧振感抗值×諧振回路電流值，即在已知諧振電抗值，并測量得到回路電流值，即可算得試驗電壓值。

由于在高壓耐壓試驗中諧振電抗器通常需要多節串并聯使用，組裝后的電抗器并不能保持固定的狀態，其電感和互感值也不固定，而只有諧振電抗器的電感值、試驗頻率和回路電流這三個因素都在可控范圍內，才能確保測量方法的有效性和精確性，這成為傳統的分壓器分壓測量長期延續難以得到突破。本申請發明人在高壓設備的試驗和安裝實踐中經過對試驗裝置重新進行了系統的開發，在進行現場安裝和開發過程中，拋棄了傳統的并聯分壓測量方式，利用可控的變頻電源柜和固定安裝諧振電抗器的試驗平臺臺車，實現了穩定的串聯測量的準確量測結果。且該方法無需配置專門用于測量試驗電壓的分壓器，從而實現高效、安全、便捷地完成耐壓試驗，并能確保試驗電壓精度在允許范圍內。大幅提升了串聯諧振交流耐壓試驗的安全性和工作效率。

附圖說明

圖1是本發明電路連接結構示意圖，

圖2是串聯諧振回路的等效電路圖。