交直流暂稳态一体化检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交直流暂稳态一体化检测装置，包括交直流暂稳态一体化试验电源和电子式电流互感器现场试验检测系统，其中交直流暂稳态一体化试验电源，包括一个直流冲击电源、一个直流暂稳态电源、一个交流工频暂稳态电源及合成回路控制系统；电子式电流互感器现场试验检测系统，包括标准互感器、标准转换装置、互感器复合误差校验仪。本发明专利技术的检测装置可分别实现对直流电流互感器和交流电流互感器的暂稳态一体化试验，通过直流冲击/暂稳态试验电源与交流暂稳态试验电源组成的合成试验回路方法，明显的减小直流冲击/暂稳态试验中储能电容的容量，而且能更加精确灵活的调整和配置暂态电流峰值、衰减时间常数、阶跃电流响应等重要参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交直流暂稳态一体化检测装置，具体为一种针对电子式电流互感器(ECT)基于模块化设计的交直流暂稳态一体化检测装置，包括直流冲击/暂稳态试验电源与交流暂稳态试验电源组成的合成试验回路方法，可分别实现对直流电流互感器和交流电流互感器的暂稳态一体化试验，属电气行业的互感器检测试验

技术介绍
在我国，能源资源与消费中心逆向分布的特点决定了电网必然采用大容量、远距离、高电压等级输电的发展战略，逐步构建强交流、强直流互相补充和支撑的坚强电网。随着我国电网建设的高速发展，电力系统容量不断增大，超、特高压交直流输电网成为电力输送的骨干网架。超、特高压交直流输电技术因其具有输电容量大、送电距离远、线损小等优点，近年来在我国电网建设中得到了大力发展，建设规模逐年扩大。目前已投运±400kV～±800kV直流输电工程20余项，预计到2020年前后将建成30余项。目前，中国仅有10条特高压线路获准开工，其中六条“两交四直”特高压输电工程已经投运，2015年，国家电网特高压线路建设规划为“五交八直”，共13条，国家电网还计划到2020年建成“五纵五横”，合计27条特高压线路。交直流输电线路已经成为我国跨区域电力输送的重要通道，其在电网中的资源配置作用以及对电网安全稳定运行的影响也更为显著。超、特高压电网在安全稳定运行方面所面临的挑战日益突出，其典型表现之一就是系统短路电流大和一次时间常数大。继电保护作为保证系统安全稳定运行的主要技术措施其动作性能受到为其提供系统电流信息的电流互感器暂、稳态特性的影响，尤其是电流互感器暂态特性的影响。在电压较低的电网中,短路电流非周期性分量衰减速度很快,短路电流很快达到稳定状态,故采用一般保护用电流互感器即可满足要求。但在我国实际开展的超、特高压输变电示范工程中功率交换容量巨大，750kV变电站GIS主回路中电流互感器电流变比高达4000A/1A，1000kV特高压示范工程GIS主回路中电流互感器的电流变比高达6000A/1A，在这些超、特高压电力系统中短路电流非周期性分量衰减时间较长,而要求切除短路故障的时间很短，如果电流互感器暂态特性不好，则有可能造成继电保护误动或拒动威胁系统的安全稳定运行。这就对电流互感器暂态误差相关检定试验提出了更高的要求。根据JJG1021-2007《电力互感器》检定规程规定在电力互感器交接验收及出具正式报告时应采用直接比较法进行检定，对于具有暂态保护特性的电流互感器国标GBl6847-l997规定型式试验是在规定的限值参数和工作循环下进行的直接法试验。直接比较法对试验电源的容量要求相当大，而且传统试验电源需要通过改变回路电感来调节一次回路时间常数这样又会造成回路阻抗过高难以满足暂态电流要求。针对上述问题，有学者提出采用等安匝法合成试验方法来等效暂态特性直接试验法来解决电流互感器带直流衰减分量的低频响应特性，由工频稳态电源与直流暂态电源合成的暂态试验电源，通过改变直流回路电感来模拟直流稳态电流和暂态电流，与振荡交流电流合成一次暂态、稳态电流。该方案虽然比传统的暂态特性直接法试验方案减小了电源试验容量，可以将交流试验容量及回路参数和直流暂态特性试验容量及回路参数分别配置，提高了试验的灵活性。但由于实际试验中暂态特性的时间常数差异很大，对直流暂态回路可调电感的设计难度大大增加甚至难以实现，同时为了满足上述要求，对整体储能容量和系统设计难度和成本也大大增加。时间常数越大，储能系统和试验回路的设计难度和成本越大，为了满足200ms及以上时间常数的试验要求，直流暂态试验系统仅储能电容和试验回路成本就高达数百万，成本很大、体积庞大，不利于以后的升级和现场灵活使用，无法满足互感器暂态特性试验应用需求，不利于互感器暂态特性试验技术的普及和广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对
技术介绍
提出的问题，提出一种针对电子式电流互感器(ECT)基于模块化设计的交直流暂稳态一体化检测装置，包括交直流暂稳态一体化试验电源和电子式电流互感器现场试验检测系统。交直流暂稳态一体化试验电源的合成试验回路方法，明显减小直流冲击/暂稳态试验中储能电容的容量，而且能够对电子式电流互感器更加灵活的进行暂态电流峰值、衰减时间常数、阶跃电流响应等重要参数的精确调整和配置。同时，所述的交直流暂稳态一体化检测装置通过模块化配置和组合，可分别实现对直流电流互感器和交流电流互感器的暂稳态一体化试验。为了满足现有技术的需要，本专利技术提供了一种针对电子式电流互感器(ECT)的交直流大电流暂稳态一体化检测装置。所述的交直流暂稳态一体化检测装置，包括交直流暂稳态一体化试验电源和电子式电流互感器现场试验检测系统。其中交直流暂稳态一体化试验电源包括交流工频暂稳态电源、直流暂稳态试验电源和直流冲击电源以及合成试验控制系统组成；电子式电流互感器现场试验检测系统，包括标准互感器、标准转换装置、互感器复合误差校验仪等组成。所述的交流工频暂稳态电源包括大容量试验变压器、单相调压器、低压动态无功补偿电容组模块、选相投切晶闸管、升流器及大电流CT等检测控制系统组成；所述的单相调压器的输入端连接在大容量试验变压器输出端或者三相线电压端口之间，输出端的一端连接在选相投切晶闸管的一侧，一端连接在低压动态无功补偿电容组模块和升流器输入之间；所述的选相投切晶闸管是双向晶闸管或由2个单相晶闸管并接组成的1个双向晶闸管，连接在单相调压器和升流器之间；所述的低压动态无功补偿电容器组模块为过零电压自动投切，两端并接在升流器的输入侧两端，所述的大电流CT串在升流器的输出端口；所述的交流工频暂稳态电源实现交流电流互感器的额定值(如6kA)等以下长时间稳态电流系列试验以及短时间暂态交流电流试验。所述的直流冲击电源包括高频高压电容器充电电源、充电控制开关、脉冲功率储能电容、大功率脉冲晶闸管、固定或可调的续流电感以及检测保护控制电路组成；所述的高频高压电容器充电电源为单相或三相输入，输出端的正极与充电控制开关连接，负端与系统的地电位和脉冲功率储能电容的负极相连，所述的充电控制开关连接在高频高压充电电源和脉冲功率储能电容正极之间，所述的脉冲功率储能电容与续流二极管并联，所述的大功率脉冲晶闸管连接在脉冲功率储能电容的正极和输出续流电感之间，所述的输出续流电感串在直流冲击电源的输出回路中；所述的直流冲击电源采用模块化设计，与直流暂稳态电源组合后，可满足直流大冲击电流上升速率要求，宽范围时间常数的灵活设置调节，以及短时阶跃方波电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直流暂稳态一体化检测装置，包括交直流暂稳态一体化试验电源和电子式电流互感器现场试验检测系统，其中，交直流暂稳态一体化试验电源，包括一个直流冲击电源、一个直流暂稳态电源、一个交流工频暂稳态电源及合成回路控制系统；电子式电流互感器现场试验检测系统，包括标准互感器、标准转换装置、互感器复合误差校验仪；其特征在于：所述直流冲击电源采用高频高压充电电源、脉冲功率电容和大功率晶闸管放大电路；直流暂稳态电源采用多个IGBT高频PWM变换功率模块并联组成，三相交流电经过三相不控整流、DC/AC高频逆变、高频变压器输出再经过倍流整流、滤波最终得到所需低压大电流直流输出；交流工频暂稳态电源包括大容量试验变压器、单相调压器、无功补偿电容、选相投切晶闸管、升流器；合成回路控制系统包括交流暂稳态控制模块、直流暂稳态电流控制模块、直流冲击电流控制模块以及系统控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种交直流暂稳态一体化检测装置，包括交直流暂稳态一体化试验电源和电子式电
流互感器现场试验检测系统，其中，交直流暂稳态一体化试验电源，包括一个直流冲击电
源、一个直流暂稳态电源、一个交流工频暂稳态电源及合成回路控制系统；电子式电流互
感器现场试验检测系统，包括标准互感器、标准转换装置、互感器复合误差校验仪；其特
征在于：
所述直流冲击电源采用高频高压充电电源、脉冲功率电容和大功率晶闸管放大电路；
直流暂稳态电源采用多个IGBT高频PWM变换功率模块并联组成，三相交流电经过三相
不控整流、DC/AC高频逆变、高频变压器输出再经过倍流整流、滤波最终得到所需低压大
电流直流输出；交流工频暂稳态电源包括大容量试验变压器、单相调压器、无功补偿电容、
选相投切晶闸管、升流器；合成回路控制系统包括交流暂稳态控制模块、直流暂稳态电流
控制模块、直流冲击电流控制模块以及系统控制单元。
2.如权利要求1所述的一种交直流暂稳态一体化检测装置，其特征在于：
所述交流工频暂稳态电源包括大容量试验变压器、单相调压器、低压动态无功补偿电
容组模块、选相投切晶闸管、升流器及大电流CT；
所述的单相调压器的输入端连接在大容量试验变压器输出端或者三相线电压端口之
间，输出端的一端连接在选相投切晶闸管的一侧，一端连接在低压动态无功补偿电容组模
块和升流器输入之间；
所述的选相投切晶闸管是双向晶闸管或由2个单相晶闸管并接组成的1个双向晶闸
管，连接在单相调压器和升流器之间；
所述的低压动态无功补偿电容器组模块为过零电压自动投切，两端并接在升流器的输
入侧两端，所述的大电流CT串在升流器的输出端口；
所述的交流工频暂稳态电源实现交流电流互感器的额定值以下长时间稳态电流系列
试验以及短时间暂态交流电流试验。
3.如权利要求1所述的一种交直流暂稳态一体化检测装置，其特征在于：
所述的直流冲击电源包括高频高压电容器充电电源、充电控制开关、脉冲功率储能电
容、大功率脉冲晶闸管、固定或可调的续流电感以及检测保护控制电路；
所述的高频高压电容器充电电源为单相或三相输入，输出端的正极与充电控制开关连
接，负端与系统的地电位和脉冲功率储能电容的负极相连，所述的充电控制开关连接在高
频高压充电电源和脉冲功率储能电容正极之间，所述的脉冲功率储能电容与续流二极管并
联，所述的大功率脉冲晶闸管连接在脉冲功率储能电容的正极和输出续流电感之间，所述
的输出续流电感串在直流冲击电源的输出回路中。
4.如权利要求1所述的一种交直流暂稳态一体化检测装置，其特征在于：
所述的直流暂稳态电源由三相低压大电流可控直流电源组成，包括三相整流电路、
DC/AC高频逆变电路、高频整流电路、输出滤波电路以及控制保护电路组成；
所述的直流暂稳态电源的功率变换单元采用多个IGBT高频PWM变换功率模块并联
组成，三相交流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，徐浩，姚翔宇，姚俊，董勤，尹齐心，江栋，邵显清，冯万兴，刘飞，王佳颖，冯利民，王朔，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42