本實用新型涉及高壓試驗技術領域，特別地，涉及一種串聯(lián)諧振耐壓測試裝置。

背景技術：

電力設備在制造、安裝、運行中一般都需要進行試驗，以保證設備性能符合規(guī)范、安全運行。高壓耐壓試驗是考核電力設備絕緣能力的關鍵環(huán)節(jié)，交流電氣設備一般建議采用工頻交流耐壓試驗，以符合設備實際運行的工況和電磁場分布，達到絕緣性能考核的目標。電力設備耐壓試驗電壓由設備的額定電壓決定，因此，試驗電流隨著試品的分布電容變大而變大，因此普通交流耐壓試驗設備不能滿足要求。隨著電纜、GIS等大電容量設備的應用和電力電子技術的發(fā)展，工頻串聯(lián)諧振和變頻串聯(lián)諧振交流耐壓技術得到廣泛的應用。

串聯(lián)諧振交流耐壓裝置在高壓交流試驗變壓器與試品之間串聯(lián)接入電感線圈，試品和電感線圈上的電壓相位相反，可以明顯降低試驗變壓器的實際輸出電壓，通常稱為勵磁變壓器，從而降低變壓器的制造難度。試品電容和電感發(fā)生諧振時，勵磁變壓器的輸出電壓僅為電感電壓和回路品質(zhì)因數(shù)的商，即Uo＝Uc/Q＝(I×ωL)/(Q-1)。

在現(xiàn)有得耐壓裝置中，工頻串聯(lián)諧振交流耐壓測試裝置需要根據(jù)試品電容量調(diào)節(jié)諧振電感量已達到諧振條件，一般做成電感可調(diào)型，由于諧振電感處于高電位，調(diào)節(jié)結構復雜、調(diào)整困難，一般對于波形和頻率要求嚴格的場所采用。如圖1所示，調(diào)壓器12對交流電源11的電壓進行調(diào)整后，通過勵磁變壓器13后輸出試驗電壓，分壓器15測量試品電壓通過控制器控制可調(diào)電感來對試品100進行耐壓試驗。

變頻串聯(lián)諧振交流耐壓測試裝置采用變頻電源，電感器可以固定，通過調(diào)節(jié)變頻電源的頻率實現(xiàn)回路諧振，如圖2所示，分壓器25測量試品100電壓通過控制器26控制變頻器12，使得變頻器12對交流電源21輸入的電源進行頻率調(diào)節(jié)，然后通過勵磁變壓器后作為試驗電源對試品進行試驗，同時，電感24使用固定電感。

上述的兩種測試裝置都需要使用勵磁變壓器，勵磁變壓器部分升高電壓，并隔離低壓試驗電源和試驗高壓回路。勵磁變壓器一般作為獨立的設備，電壓從1kV到幾十kV，接線和調(diào)試時間較長。試驗過程中，勵磁變高壓出口短路很容易造成設備損壞。變頻串聯(lián)諧振電源通過勵磁變升壓，勵磁變壓器鐵芯需要滿足20-300Hz的頻率范圍，要求較高。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供一種串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，使用高頻逆變整流和高頻變壓器隔離，實現(xiàn)逆變器輸出高壓交流電源，從而取消勵磁變壓器，減少設備體積數(shù)量和接線復雜程度，提高試驗工作效率。

為實現(xiàn)上述的實用新型目的，本實用新型提供了一種串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，其特征在于，包括：交流電源、整流單元，高壓低頻逆變器、諧振電感、分壓器、控制器；

所述整流單元的輸入端連接到所述交流電源，用于將所述交流電源輸出的交流電轉換成直流電，所述高壓低頻逆變器連接到所述整流單元的輸出端，用于將所述直流電轉換成試驗交流電；所述高壓低頻逆變器的輸出端的一端與所述諧振電感和測試試品串聯(lián)，另一端接地；所述分壓器與所述測試試品并聯(lián)，所述控制器與所述高壓低頻逆變器和所述分壓器相連，用于根據(jù)所述分壓器的電壓控制所述高壓低頻逆變器的輸出電壓和頻率，并根據(jù)所述分壓器的電壓測量所述測試試品的電壓和頻率；

其中，所述整流單元包括工頻整流器、高頻逆變器、高頻高壓隔離變壓器、高頻高壓整流器；

所述工頻整流器的輸入端連接到所述交流電源，輸出端連接到所述高頻逆變器，用于將所述交流電轉換成直流電；所述高頻逆變器的輸入端連接到所述工頻整流器的輸出端，用于將所述直流電轉換成高頻交流電；所述高頻高壓隔離變壓器的低壓側連接到所述高頻逆變器的輸出端，用于將所述高頻交流電升壓為高頻高壓交流電；所述高頻高壓整流器的輸入端連接到所述高頻高壓隔離變壓器的高壓側，用于將所述高頻高壓交流電轉換成高壓直流電。

其中，當對所述測試試品進行變頻試驗時，所述高壓低頻逆變器在所述控制器的控制下將所述高壓直流電轉換成頻率為20-300Hz高壓變頻試驗交流電。

其中，當對所述測試試品進行工頻試驗時，所述高壓低頻逆變器在所述控制器的控制下將所述高壓直流電轉換成頻率為50/60Hz的高壓工頻試驗交流電。

其中，所述整流單元還包括濾波電路，所述濾波電路的輸入端連接到所述高頻高壓整流器的輸出端，用于將所述高頻高壓整流器輸出的高壓直流電濾波后輸出到所述高壓低頻逆變器。

其中，所述高壓低頻逆變器包括高壓低頻逆變單元和串聯(lián)電感，所述高壓低頻逆變單元將輸入的直流電轉換成試驗交流電，所述串聯(lián)電感用于當所述諧振電感所在線路短路時短路電流流入到所述高壓低頻逆變單元。

本實用新型的串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，進行變頻串聯(lián)諧振試驗時，通過工頻整流、高頻逆變、高頻高壓隔離變壓器、高頻高壓整流器將交流電源的低壓交流電轉換為高壓直流電，然后通過高壓低頻逆變器將直流高壓轉換為高壓變頻試驗電源，通過諧振電感與測試試品的諧振，獲得適當?shù)脑囼炿妷?；控制器通過分壓器測量試品上的電壓和頻率，并控制高壓低頻逆變器產(chǎn)生適當諧振頻率的高壓試驗交流電。

此外，在進行工頻串聯(lián)諧振試驗時，通過工頻整流、高頻逆變、高頻高壓隔離變壓器和高頻高壓整流器將低壓交流電源轉換為高壓直流電源，高壓低頻逆變器將高壓直流轉換為高壓工頻試驗電源，通過調(diào)節(jié)諧振電感與測試試品產(chǎn)生諧振，獲得適當?shù)脑囼炿妷海豢刂破魍ㄟ^分壓器測量測試試品的電壓，控制高壓低頻逆變橋產(chǎn)生適當?shù)墓ゎl高壓電源。

本實用新型的串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，基于高頻高壓隔離DC/DC轉換，實現(xiàn)了無勵磁變壓器的串聯(lián)諧振交流耐壓方法，減少了設備數(shù)量和體積重量，簡化了試驗接線，提高了試驗效率。

附圖說明

圖1示出了現(xiàn)有的工頻串聯(lián)諧振耐壓裝置的線路示意圖；

圖2示出了現(xiàn)有的變頻串聯(lián)諧振耐壓裝置的線路示意圖；

圖3示出了本實用新型的一種串聯(lián)諧振耐壓測試裝置的線路示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是，本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本實用新型的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

本實用新型的一個實施例中，提供一種串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，使用高頻逆變整流和高頻變壓器隔離，實現(xiàn)逆變器輸出高壓交流電源，從而取消勵磁變壓器，減少設備體積數(shù)量和接線復雜程度，提高試驗工作效率。

圖3示出了本實用新型的一種串聯(lián)諧振耐壓測試裝置的線路示意圖。

本實施例的一種串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，如圖3所示，具體包括：交流電源101、整流單元、高壓低頻逆變器106、諧振電感109、分壓器108、控制器107.

具體地，整流單元的輸入端連接到交流電源101，用于將交流電源101輸出的交流電轉換成直流電，高壓低頻逆變器106連接到整流單元的輸出端，用于將直流電轉換成試驗交流電；高壓低頻逆變器106的輸出端的一端與諧振電感109和測試試品100串聯(lián)，另一端接地；分壓器108與測試試品100并聯(lián)，控制器107與高壓低頻逆變器106和分壓器108相連，用于根據(jù)分壓器108的電壓控制高壓低頻逆變器106的輸出電壓和頻率，并根據(jù)分壓器108的電壓測量測試試品100的電壓和頻率。

在一個實施例中，整流單元包括工頻整流器102、高頻逆變器103、高頻高壓隔離變壓器104、高頻高壓整流器105。

具體地，工頻整流器102的輸入端連接到交流電源101，輸出端連接到高頻逆變器103，用于將交流電源101的交流電轉換成直流電；高頻逆變器103的輸入端連接到工頻整流器102的輸出端，用于將直流電轉換成高頻交流電；高頻高壓隔離變壓器104的低壓側連接到高頻逆變器103的輸出端，用于將高頻交流電升壓為高頻高壓交流電；高頻高壓整流器105的輸入端連接到高頻高壓隔離變壓器104的高壓側，用于將高頻高壓交流電轉換成高壓直流電。

進一步地，整流單元還包括濾波電路110，濾波電路110的輸入端連接到高頻高壓整流器105的輸出端，用于將高頻高壓整流器105輸出的高壓直流電濾波后輸出到高壓低頻逆變器106。

在另一個實施例中，交流電源101可以為三相交流電源；三相交流電源的每一相連接一個整流單元，并且三個整流單元的輸出端串聯(lián)或并聯(lián)后輸出作為試驗交流電。

進一步地，本實用新型的高壓低頻逆變器106包括高壓低頻逆變單元和串聯(lián)電感，高壓低頻逆變單元將輸入的直流電轉換成試驗交流電，串聯(lián)電感用于當諧振電感所在線路短路時阻擋短路電流流入到高壓低頻逆變單元。

本實用新型的串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，可以通過控制器107控制高頻低頻逆變器的輸出電壓和頻率，從而可以根據(jù)需要對測試試品進行變頻試驗或工頻試驗，而不需要分別設置測試電路，另外，基于高頻高壓隔離DC/DC轉換，實現(xiàn)了無勵磁變壓器的串聯(lián)諧振交流耐壓方法，減少了設備數(shù)量和體積重量，簡化了試驗接線，提高了試驗效率。

在一個實施例中，如當交流電源101輸出電壓為100‐380V、頻率為50/60Hz的低壓交流電時，工頻整流器102將該低壓交流電轉換為電壓為140‐540V低壓直流電，高頻逆變器103將低壓直流電轉換為頻率為1‐100kHz的高頻交流電，輸入到高頻高壓隔離變壓器104。

高頻高壓隔離變壓器104將輸入的高頻交流電升壓為高壓高頻交流電，并隔離低壓和高壓側地電位。

高頻整流器105將高頻高壓隔離變壓器104輸出的高壓高頻交流電整流后輸出電壓為1‐40kV的高壓直流電，輸出到高壓低頻逆變器106。

高壓低頻逆變器106將高壓直流電轉換為20‐300Hz低頻高壓交流電，一端輸入到諧振電感109，另一端接地，通過諧振電感與測試試品的電容產(chǎn)生諧振，獲得適當?shù)脑囼炿妷?；控制器通過分壓器108測量測試試品上的電壓和頻率，并控制高壓低頻逆變器106產(chǎn)生特定電壓和諧振頻率的高壓交流電。

本實用新型的串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，進行工頻串聯(lián)諧振試驗時，高壓低頻逆變器106將直流高壓轉換為50/60Hz高壓工頻試驗電源，通過調(diào)節(jié)諧振電感109與測試試品產(chǎn)生諧振，獲得適當?shù)脑囼炿妷?；控制器通過分壓器108測量測試試品上的電壓，控制高壓低頻逆變橋106產(chǎn)生特定電壓的工頻高壓電源。

本實用新型的串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，進行變頻串聯(lián)諧振試驗時，通過工頻整流、高頻逆變、高頻高壓隔離變壓器、高頻高壓整流器將交流電源的低壓交流電轉換為高壓直流電，然后通過高壓低頻逆變器將直流高壓轉換為高壓變頻試驗電源，通過諧振電感與測試試品的諧振，獲得適當?shù)脑囼炿妷?；控制器通過分壓器測量試品上的電壓和頻率，并控制高壓低頻逆變器產(chǎn)生適當諧振頻率的高壓試驗交流電。

此外，在進行工頻串聯(lián)諧振試驗時，通過工頻整流、高頻逆變、高頻高壓隔離變壓器和高頻高壓整流器將低壓交流電源轉換為高壓直流電源，高壓低頻逆變器將高壓直流轉換為高壓工頻試驗電源，通過調(diào)節(jié)諧振電感與測試試品產(chǎn)生諧振，獲得適當?shù)脑囼炿妷?；控制器通過分壓器測量測試試品的電壓，控制高壓低頻逆變橋產(chǎn)生適當?shù)墓ゎl高壓電源。

進一步地，本實用新型的串聯(lián)諧振耐壓測試裝置，可以根據(jù)需要改變部分設備實現(xiàn)變頻串聯(lián)諧振試驗和工頻串聯(lián)諧振試驗，取消了常用的勵磁變壓器，使得整套試驗裝置設備減少、接線簡單、重量體積減小，提高了工作效率。

本實用新型的串聯(lián)諧振耐壓裝置，使用高頻逆變整流和高頻變壓器隔離，實現(xiàn)逆變器輸出高壓交流電源，從而取消勵磁變壓器，減少設備體積數(shù)量和接線復雜程度，提高試驗工作效率。

需要說明的是，本實用新型的實施例中，使用的整流器、逆變器、變壓器以及濾波器等都可以使用現(xiàn)有的電路元件設計，通過采用不同的連接方式，以實現(xiàn)對交流母線輸出的交流電進行整流、濾波等功能，消除或減小交流輸入側的諧波電流，實現(xiàn)高電壓或大電流的輸出。

以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由權利要求限定。