[发明专利]一种基于多相电源的串联谐振耐压测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及高压试验技术领域，特别地，涉及一种基于多相电源的串联谐振耐压测试装置。

背景技术

电力设备在制造、安装、运行中一般都需要进行试验，以保证设备性能符合规范、安全运行。高压耐压试验是考核电力设备绝缘能力的关键环节，交流电气设备一般建议采用工频交流耐压试验，以符合设备实际运行的工况和电磁场分布，达到绝缘性能考核的目标。电力设备耐压试验电压由设备的额定电压决定，因此，试验电流随着试品的分布电容变大而变大，因此普通交流耐压试验设备不能满足要求。随着电缆、GIS等大电容量设备的应用和电力电子技术的发展，工频串联谐振和变频串联谐振交流耐压技术得到广泛的应用。

串联谐振交流耐压装置在高压交流试验变压器与试品之间串联接入电感线圈，试品和电感线圈上的电压相位相反，可以明显降低试验变压器的实际输出电压，通常称为励磁变压器，从而降低变压器的制造难度。试品电容和电感发生谐振时，励磁变压器的输出电压仅为电感电压和回路品质因数的商，即Uo＝Uc/Q＝(I×ωL/(Q-1。

在现有得耐压装置中，工频串联谐振交流耐压测试装置需要根据试品电容量调节谐振电感量已达到谐振条件，一般做成电感可调型，由于谐振电感处于高电位，调节结构复杂、调整困难，一般对于波形和频率要求严格的场所采用。如图1所示，调压器12对交流电源11的电压进行调整后，通过励磁变压器13后输出试验电压，控制器控制分压器和可调电感来对试品100进行耐压试验。

变频串联谐振交流耐压测试装置采用变频电源，电感器可以固定，通过调节变频电源的频率实现回路谐振，如图2所示，通过控制器26控制变频器12，使得变频器12对多相交流电源21输入的电源进行频率调节，然后通过励磁变压器后作为试验电源对试品进行试验，同时，电感24使用固定电感，对分压器25不做要求。

上述的两种测试装置都需要使用励磁变压器，以部分升高电压，并隔离低压试验电源和试验高压回路，励磁变压器一般作为独立的设备，电压从1kV到几十kV，接线和调试时间较长。试验过程中，励磁变高压出口短路很容易造成设备损坏。变频串联谐振电源通过励磁变升压，励磁变压器铁芯需要满足20-300Hz的频率范围，要求较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于多相电源的串联谐振耐压测试装置，使用高频逆变整流和高频变压器隔离，实现逆变器输出高压多相交流电源，从而取消励磁变压器，实现模块化设计，减少设备体积数量和接线复杂程度，提高试验工作效率。

为实现上述的发明目的，本发明提供了一种基于多相电源的串联谐振耐压测试装置，其特征在于，包括：交流电源、变流单元、谐振电感、分压器、控制器；

所述变流单元的输入端连接到所述交流电源，用于将所述交流电源输出的交流电转换成试验交流电，所述变流单元的输出端的一端与所述谐振电感和测试试品串联，另一端接地；所述分压器与所述测试试品并联，所述控制器与所述变流单元和所述分压器相连，用于根据所述分压器的电压控制所述变流单元的试验交流电的电压和频率，并根据所述分压器的电压测量所述测试试品的电压和频率；

其中，所述变流单元包括多个变流子单元，每个变流子单元连接到所述交流电源的一相，各个所述变流子单元的输出端串联或并联后作为所述变流单元的输出端输出试验交流电。

其中，所述变流子单元包括工频整流器、高频逆变器、高频高压隔离变压器、高频高压整流器、高压低频逆变器；

所述工频整流器的输入端连接到所述交流电源的对应相，输出端连接到所述高频逆变器，用于将所述交流电转换成直流电；所述高频逆变器的输入端连接到所述工频整流器的输出端，用于将所述直流电转换成高频交流电；所述高频高压隔离变压器的低压侧连接到所述高频逆变器的输出端，用于将所述高频交流电升压为高频高压交流电；所述高频高压整流器的输入端连接到所述高频高压隔离变压器的高压侧，用于将所述高频高压交流电转换成高压直流电；所述高压低频逆变器的输入端连接到所述高频高压整流器，用于将所述高压直流电转换成试验交流电。

其中，所述控制器连接到每个所述变流子单元的高压低频逆变器，用于控制所述高压低频逆变器输出的试验交流电的电压和频率。

其中，所述变流单元包括多个变流子单元，每个所述变流子单元连接到所述交流电源的一相。

其中，当对所述测试试品进行变频试验时，所述高压低频逆变器在所述控制器的控制下将所述高压直流电转换成频率为20-300Hz高压变频试验交流电。