專利名稱：一種模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)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(kuò)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(wèn)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(wèn)題變得嚴(yán)重，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)過(guò)早損壞等事故。實(shí)踐證明，中壓電纜終端在諧波嚴(yán)重場(chǎng)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(guò)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(chǎng)應(yīng) 力明顯增強(qiáng)，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(wèn)題一直很突出，占到整個(gè)電纜事故的39%。盡管供電企業(yè)采用了電纜頭溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)，但是溫度監(jiān)測(cè)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(diǎn)情況并不相同)，熱點(diǎn)和絕緣老化狀況、局部放電發(fā)展的關(guān)系問(wèn)題，這些在國(guó)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(cè)迫待解決的技術(shù)問(wèn)題。因此，研究電力系統(tǒng)存在諧波下溫度監(jiān)測(cè)能否反應(yīng)電纜附件的絕緣狀況問(wèn)題，迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供提供一種模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)是搭建電纜附件的高頻老化電路，用于模擬真實(shí)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(diǎn)和絕緣老化狀況問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)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(gè)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(yàn)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(yàn)回路。高頻高壓部分的信號(hào)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(hù)電阻連接，保護(hù)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(hù)電阻連接，在調(diào)壓器和保護(hù)電阻之間串聯(lián)一個(gè)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(hù)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(yàn)回路。工頻高壓部分的工頻電源與工頻高壓試驗(yàn)變壓器連接，在工頻高壓試驗(yàn)變壓器的高壓輸出端和保護(hù)電阻連接，保護(hù)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(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)(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(shí)電力系統(tǒng)大電流的特點(diǎn)。(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(yùn)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(yùn)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(yùn)行情況。(4)使用方法簡(jiǎn)單。

圖I高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)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(hào)發(fā)生器，5、功率放大器連，6、高頻變壓器，7、保護(hù)電阻連接，8、電壓源，9、調(diào)壓器，10、保護(hù)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(hù)電阻，15、工頻高壓試驗(yàn)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(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述，但不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)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(gè)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(yàn)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(yàn)回路。高頻高壓部分I的信號(hào)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(hù)電阻7連接，保護(hù)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(hù)電阻10連接，在調(diào)壓器9和保護(hù)電阻10之間串聯(lián)一個(gè)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(hù)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(yàn)回路。工頻高壓部分3的工頻電源16與工頻高壓試驗(yàn)變壓器15連接，在工頻高壓試驗(yàn)變壓器的高壓輸出端和保護(hù)電阻14連接，保護(hù)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(shí)用新型裝置主要用于模擬真實(shí)電力系統(tǒng)電纜終端運(yùn)行的情況，結(jié)合附圖I說(shuō)明這四部分的功能。(I)廣生聞?lì)l聞壓圖I左側(cè)的電源，利用聞?lì)l"[目號(hào)發(fā)生器廣生聞?lì)l電壓，將聞?lì)l電壓信號(hào)通過(guò)普通的功率放大器，使信號(hào)產(chǎn)生較大的輸出功率，再通過(guò)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(guò)工頻高壓試驗(yàn)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(guò)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(cè)溫在回路旁安放紅外熱成像儀對(duì)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(shí)電網(wǎng)的諧波電壓波形。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生7kHz電壓，通過(guò)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(duì)電纜終端運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)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(huì)產(chǎn)生明顯的熱點(diǎn)；當(dāng)電纜終端中既存在高頻高壓諧波，又存在工頻高壓時(shí)，在非線性電纜終端內(nèi)部以及表面也會(huì)產(chǎn)生明顯的熱點(diǎn)。通過(guò)分析熱點(diǎn)，就能研究真實(shí)電纜終端的運(yùn)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(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該實(shí)驗(yàn)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(gè)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(yàn)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(yàn)回路。
2.如權(quán)利要求I所述模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于高頻高壓部分(I)的信號(hào)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(hù)電阻(7)連接，保護(hù)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(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)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(hù)電阻(10)連接，在調(diào)壓器(9)和保護(hù)電阻(10)之間串聯(lián)一個(gè)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(hù)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(yàn)回路。
4.如權(quán)利要求I所述模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)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(yàn)變壓器(15)連接，在工頻高壓試驗(yàn)變壓器(15)的高壓輸出端與保護(hù)電阻(14)連接，保護(hù)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(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)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(shí)用新型公開了一種模擬電網(wǎng)真實(shí)諧波的高頻高壓-大電流實(shí)驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)是該實(shí)驗(yàn)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(gè)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(yàn)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(yàn)回路。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202794368SQ20122033786
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)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(zhǎng)明, 毛欣, 楊可, 劉明軍, 周凱, 潘榮超, 萬(wàn)利 申請(qǐng)人:重慶市電力公司永川供電局