專利名稱：一種電抗器電壓時間面積測試裝置及其測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)電抗器測試領域，尤其涉及一種直流換流閥飽和電抗器電壓
時間面積測試裝置及其測試方法。
背景技術：
高壓直流輸電換流閥用電抗器，主要是限制換流閥開通時的巨大的di/dt，暫態(tài)沖 擊下巨大的du/dt從而保護換流閥晶閘管，而換流閥用電抗器自身的瞬態(tài)電壓特性，對換 流閥的安全起著決定作用，因此測試換流閥用電抗器的瞬態(tài)電壓特性即電壓時間面積特性 尤為重要。 目前，對于電壓時間面積特性的測試現(xiàn)有技術中的技術方案是(發(fā)明公開號 CN101339221A):采用沖擊裝置接電抗器負載測試其電壓電流來得到其伏秒特性。對于電抗 器而言更重要的是，電壓時間面積是電抗器固有的參數(shù)，并不一定必須要在沖擊情況下進 行測量；而且采用沖擊裝置進行該試驗時的高電壓和大電流會帶來對試驗能力和試驗人員 的過高要求，以及試驗存在的危險性、復雜性以及成本都會隨之增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種直流輸電換流閥用電抗器的性能測試裝置及其測試方法，特別涉及 一種直流換流閥飽和電抗器電壓時間面積測試裝置及其測試方法。它包括試驗裝置和測量 裝置。試驗裝置包括調(diào)壓器，并接在調(diào)壓器二次側(cè)之間的試驗變壓器，以及串聯(lián)在變壓器二 次側(cè)的試品電抗器。測量裝置包括錄波儀，其電壓探頭測量試品電抗器兩端的電壓，電流鉗 探頭測量試品電抗器上流過的電流，測量得到的電壓和電流波形存儲于錄波儀中。根據(jù)電 壓和電流的波形，可以獲得飽和電抗器的伏秒值。 電壓時間面積是磁性器件的一個重要參數(shù)，尤其是對于有鐵心的磁性器件而言。 電壓時間面積為/ udt= A v，其單位為伏秒，故又被稱為伏秒數(shù)；而其等同的單位為韋 伯，故等同于器件所能夠承受的磁鏈變化值。對于飽和電抗器而言，由于鐵心具有飽和特 性，即激勵電流大到一定程度后，電抗器提供的磁鏈數(shù)就不再線性增長，而是增長非常緩 慢，進入到飽和狀態(tài)直至鐵心全飽和。而電抗器伏秒數(shù)的大小對其在換流閥系統(tǒng)中所起的 各種作用有著重要的關系，因此必須要選擇合適伏秒數(shù)的飽和電抗器。對于飽和電抗器產(chǎn) 品來說，也必須對伏秒數(shù)特性進行有效測試。本發(fā)明提供試驗裝置和測量裝置來獲得試品 電抗器的伏秒數(shù)。 具體來說，本發(fā)明的技術方案是 本發(fā)明提出了一種直流換流閥飽和電抗器電壓時間面積測試裝置，包括試驗裝置 和測量裝置； 所述試驗裝置包括調(diào)壓器、并接在調(diào)壓器二次側(cè)之間的試驗變壓器、以及串聯(lián)在 試驗變壓器二次側(cè)的試品電抗器L;所述調(diào)壓器的一次端與電網(wǎng)連接，所述調(diào)壓器的二次 端與所述試驗變壓器的一次側(cè)連接，試驗變壓器的二次端與試品電抗器L連接，形成回路；
所述測量裝置包括錄波儀，所述錄波儀的電壓探頭測量試品電抗器兩端的電壓，所述錄波儀的電流鉗探頭測量試品電抗器L上流過的電流，測量得到的電壓和電流波形存儲于所述錄波儀中，根據(jù)所述錄波儀中的電壓和電流的波形，就可以獲得飽和電抗器的伏秒值。 其中，所述電流鉗探頭卡住電流的時候是接在在電抗器L和試驗變壓器接地點之間的連接線上。 其中，所述調(diào)壓器和試驗變壓器均具有安全接地點。 其中，所述錄波儀采用低壓電壓探頭和/或大電流鉗探頭，在工作頻率的狀態(tài)下進行測量。 本發(fā)明還涉及一種使用上述裝置的測量直流換流閥飽和電抗器電壓時間面積的方法，包括以下步驟 (1)檢查裝置接地良好后，緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器的旋鈕，增大調(diào)壓器輸出的電壓，測量試品電抗器L的電流波形和電壓波形； (2)當調(diào)壓器輸出的電壓低時，試品電抗器L的電流波形和電壓波形均為正弦，驗證其正確性； (3)繼續(xù)增大調(diào)壓器的輸出，直至試品電抗器L的電流波形呈現(xiàn)尖頂波的波形時，緩慢增大調(diào)壓器的輸出，使得電流波形的尖頂波峰值繼續(xù)增大，直至該峰值和換流閥額定直流電流數(shù)值在一定偏差范圍內(nèi)時，停止增大調(diào)壓器的輸出電壓。
(4)記錄并存儲試品電抗器L的電流波形和電壓波形，至少一個周波，然后根據(jù)電壓和電流的波形，獲得飽和電抗器的伏秒值。
其中，所述一定的偏差范圍是8% _20%。
本發(fā)明的有益效果在于 1、本發(fā)明的方法采用常見的試驗設備進行測量，成本低，操作簡單，沒有高電壓，
回路簡單，可重復性強，測量裝置具有可靠穩(wěn)定的優(yōu)點； 2 、能夠滿足本發(fā)明的方法測量要求的電壓和電流探頭非常普及。


圖1是本發(fā)明的測試裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖； 其中，1_調(diào)壓器，2-試驗變壓器，3-電壓探頭，4_電流鉗探頭，5-錄波儀。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的電抗器電壓時間面積測試裝置做進一步詳細的說明。
本例以直流換流閥用飽和電抗器為例，如圖1所示，所述的測試裝置包括試驗裝置和錄波儀5，所述試驗裝置包括調(diào)壓器1和試驗變壓器2，所述調(diào)壓器1的一次側(cè)與電網(wǎng)連接、其二次側(cè)與試驗變壓器2的一次側(cè)并聯(lián)連接，試驗變壓器2的二次側(cè)并聯(lián)連接一試品電抗器L，所述調(diào)壓器1和試驗變壓器2均設置有一安全接地點。所述錄波儀5通過電壓探頭3和電流鉗探頭4來測量試品電抗器L電壓和電流，所述電壓探頭3連接在試品電抗器L的兩端并測量試品電抗器L兩端的電壓，然后將所測得電壓存儲于錄波儀5中；所述電流鉗探頭4連接在試品電抗器L與試驗變壓器2安全接地點之間的連接線上并測量試品電抗器L上流過的電流，然后將所測得電流波形存儲于錄波儀中，根據(jù)電壓和電流的波形便可獲得該試品電抗器的伏秒值。 本發(fā)明采用常見的試驗設備進行測量，成本低，操作簡單，沒有高電壓，回路簡單，
可重復性強，測量裝置可靠穩(wěn)定。本發(fā)明采用錄波儀，低壓電壓探頭、大電流鉗探頭，由于是
在工頻下進行測量，錄波儀和電壓電流探頭非常容易滿足測量要求，而且采集的試驗數(shù)據(jù)
及波形能夠真實反應特性變化。
本發(fā)明的試驗裝置、測量裝置為 (1)試驗裝置 試驗裝置由調(diào)壓器1、試驗變壓器2組成。所述的調(diào)壓器1的一次端與電網(wǎng)連接，其二次端與所述的試驗變壓器2的一次側(cè)連接。試驗變壓器2的二次端與試品電抗器L連接，形成回路。調(diào)壓器1和試驗變壓器2均有安全接地點。[OOSO] (2)測量裝置 測量裝置包括錄波儀，其電壓探頭采用低壓探頭1 ，測量試品電抗器L兩端的電壓波形，并存儲在錄波儀5中；電流探頭1采用電流鉗探頭，測量流過試品電抗器L的電流波形，并存儲在錄波儀中。電流鉗探頭卡住電流的時候是接在在電抗器L和試驗變壓器2接地點之間的連接線上。 本發(fā)明的測試過程首先將試品電抗器L按照圖1連接。檢查裝置接地良好后，緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器1旋鈕，增大調(diào)壓器1輸出的電壓，測量試品電抗器L的電流波形和電壓波形；當調(diào)壓器輸出電壓低時，試品電抗器的電流波形和電壓波形均為正弦，驗證其正確性。繼續(xù)增大調(diào)壓器1輸出，直至試品電抗器的電流波形呈現(xiàn)尖頂波的波形時，緩慢增大調(diào)壓器輸出，使得電流波形的尖頂波峰值繼續(xù)增大，直至該峰值和換流閥額定直流電流同量級在一定偏差范圍內(nèi)時停止增大調(diào)壓器的輸出電壓。錄波儀5通過電壓探頭3和電流鉗探頭4記錄并存儲試品電抗器的電流波形和電壓波形，至少一個周波。然后根據(jù)電壓和電流的波形，可以獲得飽和電抗器的伏秒值。在整個測試過程中試驗變壓器2用于對試品電抗器提供電源。 此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實施例對本發(fā)明進行了描述。對本領域的技術人員來說在不脫離本發(fā)明的范圍下進行適當?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例證性的，而不是對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求定義。
權利要求
一種直流換流閥飽和電抗器電壓時間面積測試裝置，包括試驗裝置和測量裝置；所述試驗裝置包括調(diào)壓器1、并接在調(diào)壓器1二次側(cè)之間的試驗變壓器2、以及串聯(lián)在試驗變壓器2二次側(cè)的試品電抗器L；所述調(diào)壓器1的一次端與電網(wǎng)連接，所述調(diào)壓器1的二次端與所述試驗變壓器2的一次側(cè)連接，試驗變壓器2的二次端與試品電抗器L連接，形成回路；所述測量裝置包括錄波儀5，所述錄波儀的電壓探頭3測量試品電抗器兩端的電壓，所述錄波儀的電流鉗探頭4測量試品電抗器L上流過的電流，測量得到的電壓和電流波形存儲于所述錄波儀中，根據(jù)所述錄波儀中的電壓和電流的波形，就可以獲得飽和電抗器的伏秒值。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述電流鉗探頭4卡住電流的時候是接在在 電抗器L和試驗變壓器2接地點之間的連接線上。
3. 如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述調(diào)壓器1和試驗變壓器2均具有安全接 地點。
4. 如權利要求3所述的裝置，其特征在于所述錄波儀采用低壓電壓探頭和/或大電流 鉗探頭，在工作頻率的狀態(tài)下進行測量。
5. —種使用權利要求1-4的裝置的測量直流換流閥飽和電抗器電壓時間面積的方法， 包括以下步驟(1) 檢查裝置接地良好后，緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器1的旋鈕，增大調(diào)壓器輸出的電壓，測量試 品電抗器L的電流波形和電壓波形；(2) 當調(diào)壓器1輸出的電壓低時，試品電抗器L的電流波形和電壓波形均為正弦，驗證 其正確性；(3) 繼續(xù)增大調(diào)壓器l的輸出，直至試品電抗器L的電流波形呈現(xiàn)尖頂波的波形時，緩 慢增大調(diào)壓器1的輸出，使得電流波形的尖頂波峰值繼續(xù)增大，直至該峰值和換流閥額定 直流電流數(shù)值在一定偏差范圍內(nèi)時，停止增大調(diào)壓器的輸出電壓。(4) 記錄并存儲試品電抗器L的電流波形和電壓波形，至少一個周波，然后根據(jù)電壓和 電流的波形，獲得飽和電抗器的伏秒值。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于所述一定的偏差范圍是8% -20%。
全文摘要
本發(fā)明是一種直流換流閥飽和電抗器電壓時間面積測試裝置。它包括試驗裝置和測量裝置。試驗裝置包括調(diào)壓器，并接在調(diào)壓器二次側(cè)之間的試驗變壓器，以及串聯(lián)在變壓器二次側(cè)的試品電抗器。測量裝置包括錄波儀，其電壓探頭測量試品電抗器兩端的電壓，電流鉗探頭測量試品電抗器上流過的電流，測量得到的電壓和電流波形存儲于錄波儀中。根據(jù)電壓和電流的波形，可以獲得飽和電抗器的伏秒值。本發(fā)明采用常見的試驗設備進行測量，成本低，操作簡單，沒有高電壓，回路簡單，可重復性強，測量裝置可靠穩(wěn)定。本發(fā)明采用錄波儀，低壓電壓探頭、大電流鉗探頭，由于是在工頻下進行測量，錄波儀和電壓電流探頭非常容易滿足測量要求，而且采集的試驗數(shù)據(jù)及波形能夠真實反應特性變化。
文檔編號G01R19/00GK101718811SQ20091024131
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權日2009年11月27日
發(fā)明者于海玉, 朱家騮, 溫家良, 趙賀 申請人:中國電力科學研究院