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一種模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置的制作方法

文檔序號:5987190閱讀:466來源:國知局
專利名稱:一種模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,屬于電氣工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)
隨著電網(wǎng)容量的擴大,用戶設(shè)備的復(fù)雜性增加,一些大容量和非線性負(fù)載的使用,導(dǎo)致電網(wǎng)諧波問題變得突出,這一現(xiàn)象在中壓電網(wǎng)(6-35kV)尤其突出。諧波包含眾多的高頻率成分使設(shè)備的絕緣問題變得嚴(yán)重,導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)過早損壞等事故。實踐證明,中壓電纜終端在諧波嚴(yán)重場合下壽命大大縮短,甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。電纜附件在安裝過程中可能有缺陷,如表面刀痕、半導(dǎo)電層切口不均勻等,安裝使用后,如果供電系統(tǒng)存在較為嚴(yán)重的諧波,諧波可能包含較多的IkHz以上的高次諧波,導(dǎo)致電場應(yīng) 力明顯增強,從而使電纜附件溫度上升,導(dǎo)致熱擊穿。目前,在城市電網(wǎng)中,電纜附件事故問題一直很突出,占到整個電纜事故的39%。盡管供電企業(yè)采用了電纜頭溫度監(jiān)測技術(shù),但是溫度監(jiān)測能否反應(yīng)電纜附件的絕緣狀況,t匕如傳感器應(yīng)放在何處(不同位置的熱點情況并不相同),熱點和絕緣老化狀況、局部放電發(fā)展的關(guān)系問題,這些在國內(nèi)外一直缺乏深入系統(tǒng)的研究,也正是電纜附件溫度監(jiān)測迫待解決的技術(shù)問題。因此,研究電力系統(tǒng)存在諧波下溫度監(jiān)測能否反應(yīng)電纜附件的絕緣狀況問題,迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供提供一種模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,其特點是搭建電纜附件的高頻老化電路,用于模擬真實的電網(wǎng)諧波電壓,研究電力系統(tǒng)存在諧波下電纜附件的熱點和絕緣老化狀況問題。本實用新型的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置包括高頻高壓部分、大電流產(chǎn)生部分和工頻高壓部分三個部分,其中高頻高壓部分與大電流產(chǎn)生部分連接,將高頻高壓引入試驗回路中;大電流產(chǎn)生部分與工頻高壓部分連接,將工頻高壓引入試驗回路。高頻高壓部分的信號發(fā)生器與功率放大器連接,功率放大器與高頻變壓器連接,高頻變壓器與保護電阻連接,保護電阻與電纜終端一連接,引入高頻高壓。大電流產(chǎn)生部分的電壓源分別與調(diào)壓器和保護電阻連接,在調(diào)壓器和保護電阻之間串聯(lián)一個穿心電流互感器,調(diào)節(jié)調(diào)壓器可改變電壓源、調(diào)壓器、保護電阻和穿心電流互感器所在回路的回路電流,在穿心電流互感器二次側(cè)回路感應(yīng)出大電流,穿心電流互感器分別與電纜終端一和電纜終端二連接組成試驗回路。工頻高壓部分的工頻電源與工頻高壓試驗變壓器連接,在工頻高壓試驗變壓器的高壓輸出端和保護電阻連接,保護電阻與電纜終端二連接,引入工頻高壓。在大電流產(chǎn)生部分的回路旁安放紅外熱成像儀,用以觀察電力電纜終端一和電纜終端二的溫度的變化。本實用新型具有如下優(yōu)點(I)穿心CT的作用是在回路中感應(yīng)出工頻大電流,正好模擬真實電力系統(tǒng)大電流的特點。(2)能產(chǎn)生工頻高壓、高頻高壓以及工頻高壓與高頻高壓的疊加波形,分別研究這三種情況下電纜終端運行的情況。并能靈活的研究電力系統(tǒng)中不同諧波情況下的電纜運行情況。(3)模擬電纜終端在正常情況下和存在絕緣缺陷下的運行情況。(4)使用方法簡單。

圖I高頻高壓-大電流實驗裝置原理圖I、高頻高壓部分,2、工頻高壓部分,3、大電流產(chǎn)生部分,4、信號發(fā)生器,5、功率放大器連,6、高頻變壓器,7、保護電阻連接,8、電壓源,9、調(diào)壓器,10、保護電阻,11、穿心電流互感器,12、電纜終端一,13、電纜終端二,14、保護電阻,15、工頻高壓試驗變壓器,
16、工頻電源,17、紅外熱成像儀。圖2電力電纜終端紅外成像圖
具體實施方式
下面通過實例對本實用新型進行具體描述,但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。實施例模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置包括高頻高壓部分I、大電流產(chǎn)生部分2和工頻高壓部分3三個部分,其中高頻高壓部分I與大電流產(chǎn)生部分2連接,將高頻高壓引入試驗回路中;大電流產(chǎn)生部分2與工頻高壓部分3連接,將工頻高壓引入試驗回路。高頻高壓部分I的信號發(fā)生器4與功率放大器5連接,功率放大器5與高頻變壓器6連接,高頻變壓器6與保護電阻7連接,保護電阻7與電纜終端一 12連接,引入高頻高壓。大電流產(chǎn)生部分2的電壓源8分別與調(diào)壓器9和保護電阻10連接,在調(diào)壓器9和保護電阻10之間串聯(lián)一個穿心電流互感器11,調(diào)節(jié)調(diào)壓器9改變電壓源8、調(diào)壓器9、保護電阻10和穿心電流互感器11回路的回路電流,在穿心電流互感器11 二次側(cè)回路感應(yīng)出大電流,穿心電流互感器11分別與電纜終端一 12和電纜終端二 13連接組成試驗回路。工頻高壓部分3的工頻電源16與工頻高壓試驗變壓器15連接,在工頻高壓試驗變壓器的高壓輸出端和保護電阻14連接,保護電阻14與電纜終端二 13連接,引入工頻高壓。在大電流產(chǎn)生部分2的回路旁安放紅外熱成像儀17,用以觀察電力電纜終端一12、和電纜終端二 13的溫度的變化。本實用新型裝置主要用于模擬真實電力系統(tǒng)電纜終端運行的情況,結(jié)合附圖I說明這四部分的功能。(I)廣生聞頻聞壓圖I左側(cè)的電源,利用聞頻"[目號發(fā)生器廣生聞頻電壓,將聞頻電壓信號通過普通的功率放大器,使信號產(chǎn)生較大的輸出功率,再通過高頻變壓器產(chǎn)生幾kHz高頻高壓;(2)產(chǎn)生工頻高壓利用圖I右側(cè)的工頻電源,將工頻電源通過工頻高壓試驗變壓器15升到工頻高壓;(3)感應(yīng)工頻大電流中間的電源,通過調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器抽頭改變CT 一次側(cè)的電流,從而在CT 二次側(cè)回路中產(chǎn)生大電流。(4)紅外測溫在回路旁安放紅外熱成像儀對著電纜終端,用以觀察電力電纜終端溫度的變化。其中,(I)和(2 )兩部分高壓在電纜終端試樣上產(chǎn)生疊加,就形成模擬真實電網(wǎng)的諧波電壓波形。本實用新型是這樣實現(xiàn)的信號發(fā)生器產(chǎn)生7kHz電壓,通過高頻變壓器升到IOkV高壓;工頻變壓器將工頻電壓升到IOkV ;在CT 一次側(cè)加電壓,在二次回路中感應(yīng)出大電流,利用紅外熱成像儀對電纜終端運行情況進行實時拍照,觀察溫度的變化。在工頻電壓的情況下,非線性電纜終端發(fā)熱不明顯;如果非線性電纜終端在高頻高壓諧波下,則非線性應(yīng)力控制電纜終端會產(chǎn)生明顯的熱點;當(dāng)電纜終端中既存在高頻高壓諧波,又存在工頻高壓時,在非線性電纜終端內(nèi)部以及表面也會產(chǎn)生明顯的熱點。通過分析熱點,就能研究真實電纜終端的運行情況。紅外成像圖詳見附圖2所示。
權(quán)利要求1.一種模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,其特征在于該實驗裝置包括高頻高壓部分(I)、大電流產(chǎn)生部分(2)和工頻高壓部分(3)三個部分,其中高頻高壓部分(I)與大電流產(chǎn)生部分(2 )連接,將高頻高壓引入試驗回路中;大電流產(chǎn)生部分(2 )與工頻高壓部分(3)連接,將工頻高壓引入試驗回路。
2.如權(quán)利要求I所述模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,其特征在于高頻高壓部分(I)的信號發(fā)生器(4)與功率放大器(5)連接,功率放大器(5)與高頻變壓器(6)連接,高頻變壓器(6)與保護電阻(7)連接,保護電阻(7)與電纜終端一(12)連接,引入高頻聞壓。
3.如權(quán)利要求I所述模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,其特征在于大電流產(chǎn)生部分(2)的電壓源(8)分別與調(diào)壓器(9)和保護電阻(10)連接,在調(diào)壓器(9)和保護電阻(10)之間串聯(lián)一個穿心電流互感器(11 ),調(diào)節(jié)調(diào)壓器(9)改變電壓源(8)、調(diào)壓器(9)、保護電阻(10)和穿心電流互感器(11)回路的回路電流,在穿心電流互感器(11)的二次側(cè)回路感應(yīng)出大電流,穿心電流互感器(11)分別與電纜終端一(12)和電纜終端二( 13)連接組成試驗回路。
4.如權(quán)利要求I所述模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,其特征在于工頻高壓部分(3)的工頻電源(16)與工頻高壓試驗變壓器(15)連接,在工頻高壓試驗變壓器(15)的高壓輸出端與保護電阻(14)連接,保護電阻(14)與電纜終端二(13)連接,引入工頻聞壓。
5.如權(quán)利要求I所述模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,其特征在于在大電流產(chǎn)生部分(2)的回路旁安放紅外熱成像儀(17),用以觀察電力電纜終端一(12)、和電纜終端二(13)的溫度的變化。
專利摘要本實用新型公開了一種模擬電網(wǎng)真實諧波的高頻高壓-大電流實驗裝置,其特點是該實驗裝置包括高頻高壓部分(1)、大電流產(chǎn)生部分(2)和工頻高壓部分(3)三個部分,其中高頻高壓部分(1)與大電流產(chǎn)生部分(2)連接,將高頻高壓引入試驗回路中;大電流產(chǎn)生部分(2)與工頻高壓部分(3)連接,將工頻高壓引入試驗回路。
文檔編號G01R31/00GK202794368SQ20122033786
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者黃華勇, 魏長明, 毛欣, 楊可, 劉明軍, 周凱, 潘榮超, 萬利 申請人:重慶市電力公司永川供電局
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