一種適用于多參數的電力電容器放電試驗回路及方法與流程

本發明涉及電力電容器試驗回路，特別是涉及一種適用于多參數的電力電容器放電試驗回路及方法。
背景技術：
：目前，電力電容器應用于高低壓輸配電，對電力電容器要求穩定性好、可靠性高，對于電力電容器的質量檢測提出了更高的要求，國家、行業標準都對電力電容器的放電試驗提出了嚴格要求。電力電容器的放電試驗分為兩類——無阻尼放電(短路放電)試驗和阻尼放電試驗，前者主要用于考核電力電容器內部結構強度、驗證各內部元件之間的配合是否得當；后者主要用于模擬電力電容器在實際使用中的具體情況、對其進行壽命評估等。目前各個廠家只能滿足部分放電試驗要求，對于阻尼放電試驗無法有效的完成。即便對于路放電試驗，大部分也是采用臨時試驗回路，試驗時故障多，且對于試驗參數、波形無法有效的記錄。技術實現要素：為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種適用于多參數的電力電容器放電試驗回路及方法，通過回路中各設備參數合理配合，能夠得到滿足標準要求的試驗波形，按照標準要求的試驗方式，完成高、低壓電力電容器的各種放電試驗。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種適用于多參數的電力電容器放電試驗回路，包括直流電源、可調電抗器、可調電阻器、放電球隙、回路改接開關、測量裝置及控制系統；所述的直流電源、放電球隙、可調電阻器及可調電抗器依次沿電流方向連接形成主回路，直流電源的低壓端接地；所述的回路改接開關一端連接放電球隙的高壓端，另一端連接可調電抗器的低壓端；試驗時，試品電容器一端與電源及放電球隙高壓端連接；所述的測量裝置包括電壓測量裝置使和電流測量裝置，電壓測量裝置采集試品電容器兩端電壓，并將采集電壓信號傳輸至測控制系統；電流測量裝置采集主回路電流，并將采集電流信號傳輸至測控制系統；所述的放電球隙包括銅球隙與石墨球隙，兩球隙并聯接入回路，放電球隙與球隙控制裝置連接，球隙控制裝置用于選擇使用的放電球隙及控制放電球隙動作；控制系統控制連接直流電源、測量裝置及球隙控制裝置。作為本發明的進一步改進，所述的可調電抗器的電感參數1μH～4210μH的連續可調。作為本發明的進一步改進，所述的可調電阻器的阻值0.1Ω～200Ω的連續可調。作為本發明的進一步改進，所述的球隙控制裝置使用PLC控制的電磁閥控制球隙氣動行程開關以選擇使用的球隙及控制球隙的分合。作為本發明的進一步改進，所述的電壓測量裝置使用阻容分壓器；所述的電流測量裝置使用Rogowski線圈；所述的直流電源使用調壓器串接變壓器后通過整流橋輸出直流電壓。作為本發明的進一步改進，所述的可調電抗器、可調電阻器及放電球隙均固定在絕緣承載裝置上。作為本發明的進一步改進，所述的主回路的固定連接采用50mm×10mmTMY銅牌，主回路的軟連接采用橫截面積不小于500mm2的銅導線連接；電壓測量裝置與主回路之間的連接應采用橫截面積不小于2.5mm2的銅導線連接；電流采集裝置與測控系統之間的連接進行電氣隔離。一種基于適用于多參數的電力電容器放電試驗回路的試驗方法，包括短路放電試驗步驟和阻尼放電試驗：1)短路放電試驗，1.1)可調電抗器及可調電阻器使用回路改接開關短接；1.2)通過仿真計算出放電電流大致范圍，球隙控制裝置選擇放電球隙中合適的球隙；1.3)在降低的試驗電壓下調整電流測量裝置范圍以滿足試驗需要；1.4)在控制系統輸入試驗電壓及試驗次數，進行試驗；2)阻尼放電試驗2.1)將回路改接開關斷開，使可調電抗器及可調電阻器串接于主回路；2.2)根據試驗要求的試驗波形振蕩頻率f、峰值比及第一峰值電流I1m和被試電容器電容值C，計算出可調電抗器的電感L，計算公式2.3)按照計算出的電抗器電感值L確定可調電抗器的接線方式，并匹配適宜的可調電阻器的電阻值R；2.4)按照第一峰值電流I1m，球隙控制裝置選擇放電球隙中合適的球隙；2.5)在降低的試驗電壓下調整電流測量裝置范圍以滿足試驗需要；2.6)在控制系統輸入試驗電壓及試驗次數，進行試驗。相對于現有技術，本發明具有以下有益效果：本發明的回路利用可調節電抗器、可調節電阻器、可調節氣動球隙及相應的測控裝置等常規設備及裝置，通過參數計算及設備合理配合，能夠得到滿足試驗需求的試驗波形及數據，完成各種類型的高低壓電力電容器的放電試驗；通過測控系統，能夠完整、實時的記錄試驗的相關參數及波形；通過簡單的回路導接線，能夠滿足不同的試驗需求(短路放電及阻尼放電)。本發明回路能夠滿足不同參數試品的試驗要求，電容值參數分布范圍大，從1μF～1000μF。進一步，可調電抗器使用5臺相互獨立的帶抽頭調節的電抗器單元組成可調電抗器組，能夠實現電感參數1μH～4210μH的連續可調，滿足了對于多參數的電容器試品的放電試驗需要。進一步，可調電阻器使用由1Ω無感電阻10個、10Ω無感電阻9個、100Ω無感電阻1個組成的可調阻器，能夠實現電阻參數0.1Ω～200Ω的連續可調，滿足了對于多參數的電容器試品的放電試驗需要。進一步，放電球隙5具有用100mm銅球隙與200mm石墨球隙各一個，以滿足不同幅值放電電流的需要。本發明的試驗方法，通過回路改接開關斷開與閉合實現了一套試驗回路能夠進行短路放電試驗和阻尼放電試驗，試驗操作簡單，試驗時故障多，且對于試驗參數、波形無法有效的記錄。能夠得到滿足標準要求的試驗波形，按照標準要求的試驗方式，完成高、低壓電力電容器的各種放電試驗。【附圖說明】圖1為本發明實例線路連接示意圖；圖中：1、直流電源；2、試品電容器；3、可調電抗器；4、可調電阻器；5、放電球隙；6、回路改接開關；7、測量裝置；8、控制系統。【具體實施方式】下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：如圖1所述，一種適用于多參數的電力電容器放電試驗回路，包括直流電源1(使用交流電源經整流后得到)、可調電抗器3、可調電阻器4、放電球隙5、絕緣承載裝置、球隙控制裝置、測量裝置7及控制系統8；所述的可調電抗器3、可調電阻器4及放電球隙5均固定在其絕緣承載裝置上；可調電抗器3一端與可調電阻器4；可調電阻器4與放電球隙5低壓端固定連接；試品電容器2一端與電源1及放電球隙5高壓端連接，另一端接地；電源1另一端接地；回路改接開關6一端連接可調電抗器3的低壓端，另一端連接放電球隙5低壓端。可調電抗器3及可調電阻器4用于調整回路參數；球隙控制裝置用于選擇使用的球隙5及控制球隙5動作；控制系統8用于控制回路電壓、采集試驗波形及記錄放電次數等功能。測量裝置7包括電壓測量裝置使和電流測量裝置，電壓測量裝置采集試品電容器2兩端電壓，并將采集電壓信號傳輸至測控制系統8；電流測量裝置采集主回路電流，并將采集電流信號傳輸至測控制系統8；由于型式試驗面對產品的多樣性，實驗室必須能夠滿足不同參數試品的試驗要求，這同時帶來的問題就是電容值參數分布范圍大，從1μF～1000μF，對于試驗回路的參數調節范圍是一個巨大的挑戰。進行放電電流試驗時，根據試驗要求的試驗波形振蕩頻率f、峰值比及第一峰值電流I1m和被試電容器電容值C，計算出可調電抗器的電感L，計算公式取峰值比為0.7，試品電容值為40μF時，當振蕩頻率f要求為0.5kHz時，理論接入回路的電抗值為2524.9μH；而為40kHz時，理論接入回路的電抗值為0.4μH。表1放電頻率kHzC＝1μFC＝10μFC＝50μFC＝100μFC＝500μF0.51010.0202.012524.9252.550.52.54039.8404.04039.840.48.132805.4280.52805.428.15.651010.0101.01010.010.12.010252.525.2252.52.50.52063.16.363.10.6注：選取進一步，可調電抗器3使用5臺相互獨立的帶抽頭調節的電抗器單元組成可調電抗器組，5臺電抗器分別為：調節步長1μH的10μH電抗器1臺、調節步長10μH的100μH電抗器2臺、調節步長100μH的1000μH電抗器1臺、調節步長1000μH的3000μH電抗器1臺；各電抗器單元可根據需要使用不同抽頭，各單元之間可串聯或短接，能夠實現電感參數1μH～4210μH的連續可調，滿足了對于多參數的電容器試品的放電試驗需要；進一步，可調電阻器4使用由1Ω無感電阻10個、10Ω無感電阻9個、100Ω無感電阻1個組成的可調阻器，各個電阻之間可根據需要通過串聯或并聯的連接組合，能夠實現電阻參數0.1Ω～200Ω的連續可調，滿足了對于多參數的電容器試品的放電試驗需要。進一步，放電球隙5具有用100mm銅球隙與200mm石墨球隙各一個，兩球隙并聯接入回路，以滿足不同幅值放電電流的需要。進一步，球隙控制裝置使用PLC控制的電磁閥控制球隙氣動行程開關以選擇使用的球隙及控制球隙的分合。進一步，電壓測量裝置使用阻容分壓器采集，傳輸至測控制系統8進行統一采集、記錄。進一步，電流測量裝置使用Rogowski線圈，能有有效的隔離回路高電壓，電流信號傳輸至測控制系統8進行統一采集、記錄。控制系統8對試驗數據及波形進行采集、記錄，同時控制回路分合閘、控制回路試驗電壓、控制球隙控制裝置動作等。電源使用調壓器串接變壓器后通過整流橋輸出直流電壓。本發明基于適用于多參數的電力電容器放電試驗回路的試驗方法如下：(1)短路放電試驗一種電力電容器短路放電的試驗方法，被試電容器2串接于直流電源1之后；①電抗器3及電阻器4使用回路改接開關6短接；②通過仿真計算出放電電流大致范圍，選擇放電球隙5；③在降低的試驗電壓下調整電流測量裝置范圍以滿足試驗需要；④在控制系統8輸入試驗電壓及試驗次數，進行試驗；(2)阻尼放電試驗一種電力電容器阻尼放電的試驗方法，被試電容器2串接于直流電源1之后，將回路改接開關6斷開，使電抗器3及電阻器4串接于回路；①根據試驗要求的試驗波形振蕩頻率f、峰值比及第一峰值電流I1m和被試電容器電容值C，計算出可調電抗器的電感L，計算公式②按照計算出的電抗器電感值L確定電抗器的接線方式，并匹配適宜的電阻值R；③按照第一峰值電流I1m，選擇放電球隙；④在降低的試驗電壓下調整電流測量裝置范圍以滿足試驗需要；⑤在控制系統8輸入試驗電壓及試驗次數，進行試驗。固定連接采用50mm×10mmTMY銅牌，軟連接應采用橫截面積不應小于500mm2的銅導線連接；電壓測量裝置與主回路之間的連接應采用橫截面積不應小于2.5mm2的銅導線連接；電流采集裝置與測控系統之間的連接需帶有有效的電氣隔離。以上所公開的僅為本發明一種最具代表性的實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。當前第1頁1 2 3