[發明專利]一種橋臂電抗器交直流疊加溫升試驗拓撲與裝置

在審

• 申請號: 202110371572.0
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113092963A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李慶民;侯啟鑫;高浩予;劉紅磊;任鵬;韓智云;李云鵬;叢浩熹;王健
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種橋臂電抗器交直流疊加溫升試驗拓撲與裝置，包括交直流疊加電源、橋臂電抗器以及NTC熱敏電阻測溫系統。交直流疊加電源主要由交流電源、直流電源及電流耦合單元組成，用于輸出交直流疊加電流進行橋臂電抗器溫升試驗。NTC熱敏電阻測溫系統由NTC熱敏電阻、放大器、A/D轉換電路及單片機等部分組成，用于測量溫升試驗中橋臂電抗器各包封溫度。相較于現有的橋臂電抗器溫升試驗裝置，本裝置可模擬橋臂電抗器交直流疊加運行的實際工況進行溫升試驗，具有良好的溫度測量精度與穩定性，對檢驗設備制造水與考核關鍵設備質量具有一定意義。

技術領域

本發明屬于橋臂電抗器工況絕緣溫升考核領域，具體是一種橋臂電抗器交直流疊加溫升試驗拓撲與裝置。

背景技術

柔直工程中所用橋臂電抗器串接在換流器的每條支路中，其本質上是一種交直流復合電抗器。橋臂電抗器電壓等級更高，容量更大，額定直流電流和一次諧波電流更大，端對地絕緣水平比以往工程中傳統直流電抗器要求更高，不僅如此，目前尚無特高壓柔性直流橋臂電抗器的運維工作經驗，橋臂電抗器在運行過程中會不同程度地出現局部過熱，再發展成匝間短路、燒損，甚至起火的問題，會使其絕緣材料逐漸失去原有的機械性能和絕緣性能，從而大大縮短電抗器的使用壽命，造成電網不穩定。橋臂電抗器包封內部匝間絕緣的最高溫升是衡量橋臂電抗器熱穩定的重要技術指標。

對于橋臂電抗器溫升試驗，國內外的研究一般分別在單獨直流電流、交流電流下進行，或根據損耗等效的方法求等效電流進行試驗。武漢大學姜志鵬等人研究了直流電流下橋臂電抗器溫升分布，華北電力大學肖彩霞等人施加與實際損耗等效的等效直流電流進行溫升試驗；水利部、電力工業部機電研究所的葉占剛設計了一種橋臂電抗器交流溫升試驗方法，中國能建集團裝備有限公司孟波等人根據損耗等效的方法求得等效工頻電流進行溫升試驗。橋臂電抗器滿足交直流復合條件下的溫升特性研究方面存在一定的欠缺，為此有必要開展交直流疊加運行工況下的溫升試驗裝置的研制。

對于測溫系統，帶電監測、在線監測和停電監測是目前三類常用電抗器溫升試驗的測量方法，帶電監測包括噪聲波監測、紅外熱像監測和磁感應強度監測，他們的準確性較好，但對設備和人力要求嚴格，很難實現實時檢測，局限性較大。光纖溫度監測、變色貼片測溫技術和紅外線溫度監測是三種常用的在線監測方法。紅外線溫度監測技術無法對電抗器內部溫度進行測量，因此逐漸被淘汰；光纖測溫技術具有抗電磁干擾、無源監測、耐受高溫、分辨率高等優點，但是工程應用的成本較高、傳感器現場安裝以及后期維護困難。接地測試、包封絕緣狀態檢測、電壓耐受試驗是最常用的三種斷電監測方法，但絕大多數情況下他們的監測參數僅在故障發生后才有明顯變化，在早期變化不明顯。NTC熱敏電阻是一種電阻式傳感器，具有電阻溫度系數大、型小體輕、熱慣性小、穩定可靠、價格便宜、結構簡單等特點，因此適用于橋臂電抗器溫升試驗的溫度測量。

本發明的有益效果為：通過對所述橋臂電抗器交直流疊加溫升試驗拓撲與裝置的綜合分析，發現本拓撲設計與實驗裝置一方面可以施加交直流疊加電流進行橋臂電抗器溫升試驗，模擬的試驗條件更貼近橋臂變壓器實際工況；另一方面可以精確、穩定地測量橋臂電抗器內部溫度，可以更加真實地考核設備質量。

發明內容

鑒于現有技術中的上述問題與缺陷，本發明的目的是提供一種橋臂電抗器交直流疊加溫升試驗拓撲與裝置，本裝置模擬的試驗條件更貼近橋臂電抗器交直流疊加的實際工況，具有良好的溫度測量精度與穩定性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種橋臂電抗器交直流疊加溫升試驗拓撲與裝置，其特征在于所述裝置由交直流疊加電源、橋臂電抗器以及NTC熱敏電阻測溫系統組成，其中：