一种用于直流支撑电容器放电试验回路及方法技术

本发明专利技术提供一种用于直流支撑电容器放电试验回路及方法，包括直流充电电压源；直流充电电压源、限流电阻和第一真空接触器相串联，并连接试品电容器的高压端，形成试品充电回路；试品电容器与晶闸管、可调电阻、可调电抗相串联，并连接支撑电容器的高压端，形成试品放电回路；支撑电容器与第二真空接触器、放电线圈串联，构成支撑电容器的放电回路；第一分压器与试品电容器进行并联，第二分压器与支撑电容器进行并联；第一分压器和第二分压器的信号引出至测量系统；测量系统、晶闸管、第一真空接触器和第二真空接触器连接控制系统。这一试验回路得到的放电电流、电压波形更为贴近此类电容器的实际工况。容器的实际工况。容器的实际工况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于直流支撑电容器放电试验回路及方法


[0001]本专利技术属于电力电子电容器试验
，具体属于一种用于直流支撑电容器放电试验回路及方法。

技术介绍

[0002]随着新能源的开发和利用，灵活、高效的柔性直流输电作为新能源接入电网的有效手段得到广泛应用。柔性直流输电用直流支撑电容器作为这一技术中的核心电力器件，在实际工况下进行着快速的“充电
‑
放电
‑
充电”循环，在每一次的放电过程中，流经电容器的电流波形为单一极性的半波。
[0003]现有技术中，采用球隙进行放电试验时，在毫秒级的放电过程中难以精确控制其开合，对于放电电流，只能产生带有多个过零点的欠阻尼波形或长波尾的过阻尼波形，与实际工况下的放电电流波形存在差异。并且难以精确控制其开合，试品电容器上的电压在每次放电结束后都会降低到零，与实际工况下电容器上承受的电压存在差异。放电电极的接触点存在接触电阻，限制了放电回路的阻尼参数调整；同时，由于这一接触电阻在多次的放电过程中无法保持稳定，采用这类试验方法得到的放电电流的各项参数、电流波形均有不稳定性。在大电流放电下会对铜球触点产生明显的损耗，这导致了长时间试验过程中放电回路参数的劣化，甚至导致无法接触而放电失败的情况。放电过程暴露在空气中，会产生较大的噪声污染；飞溅的火花为试验现场增加了不安全因素。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于直流支撑电容器放电试验回路及方法，用以解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种用于直流支撑电容器放电试验回路，包括直流充电电压源、限流电阻、第一真空接触器、试品电容器、晶闸管、可调电阻、可调电抗、支撑电容器、第二真空接触器、放电线圈、第一分压器、罗氏线圈、示波器、第二分压器、测量系统、控制系统；
[0007]所述直流充电电压源、限流电阻和第一真空接触器相串联，并连接试品电容器的高压端，形成试品电容器的充电回路；
[0008]所述试品电容器与晶闸管、可调电阻、可调电抗相串联，并连接支撑电容器的高压端，形成试品电容器的放电回路；
[0009]所述支撑电容器与第二真空接触器、放电线圈串联，构成支撑电容器的放电回路；
[0010]所述第一分压器与试品电容器进行并联，第二分压器与支撑电容器进行并联；
[0011]所述第一分压器和第二分压器的信号引出至测量系统；
[0012]测量系统、晶闸管、第一真空接触器和第二真空接触器连接控制系统。
[0013]优选的，还包括罗氏线圈和示波器，罗氏线圈套接于试品电容器的放电回路连接线上，罗氏线圈信号引出至示波器，示波器将波形信息引出至测量系统。
[0014]优选的，所述测量系统和控制系统进行数据交互连接。
[0015]优选的，所述直流充电电压源包括交流电压源和整流硅堆，所述交流电压源和整流硅堆之间相串联。
[0016]优选的，所述试品电容器、支撑电容器的接地端均接地。
[0017]一种用于直流支撑电容器放电试验方法，其特征在于，基于上述任意一项所述的一种用于直流支撑电容器放电试验回路，包括以下过程，
[0018]步骤1，控制系统触发导通第一真空接触器和晶闸管；直流充电电压源为试品电容器和支撑电容器充电，试品电容器和支撑电容器两端的电压分别由第一分压器和第二分压器测量，并实时传输至测量系统，测量系统传输至控制系统；
[0019]步骤2，当支撑电容器两端的电压达到控制系统内预置的参考电平后，停止对支撑电容器的充电；
[0020]步骤3，控制系统再次触发第一真空接触器，继续对试品电容器充电，当试品电容器两端的电压达到控制系统内预置的放电电压后，控制系统停止触发第一真空接触器使之关断，此时对试品电容器的充电停止，且试品电容器上的电压高于支撑电容器上的电压；
[0021]步骤4，控制系统触发晶闸管在正向偏压下导通，由试品电容器对支撑电容器进行放电，电流波形由预先调节整定的可调电阻、可调电抗和支撑电容器的电容及其预充电电压进行控制；
[0022]步骤5，当放电电流的正半波衰减至低于晶闸管的导通维持电流时，晶闸管关断，控制系统对本次放电试验计数并开始计时，当计时时间达到预置的放电间隔时间时，开始下一次放电试验过程；
[0023]步骤6，由控制系统触发第一真空接触器、第二真空接触器，此时，支撑电容器通过放电线圈放电，同时直流充电电压源为试品电容器继续充电；
[0024]步骤7，当支撑电容器两端的电压降低至控制系统内预置的参考电平后，控制系统停止触发第二真空接触器，此时支撑电容器停止通过放电线圈放电；
[0025]步骤8，重复步骤3～步骤7的试验过程，直至放电次数达到预期次数，由控制系统终止放电试验，同时触发晶闸管和第二真空接触器，使试品电容器和支撑电容器通过放电线圈放电直至电压均降低到零，停止触发晶闸管和第二真空接触器，完成放电试验。
[0026]优选的，步骤1中，交流电压源发出的交流电压经整流硅堆转化为直流电压，为试品电容器和支撑电容器充电。
[0027]优选的，步骤5中，放电电流波形由罗氏线圈采集，传输至示波器进行进一步处理后，再传输至测量系统进行记录、存储及可视化。
[0028]优选的，步骤5中，放电电流波形为单极性的半波放电波形。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0030]本专利技术提供一种用于直流支撑电容器放电试验回路，通过使用晶闸管代替放电球隙，通过利用晶闸管的导通特性，在流通电流低于导通维持电流时晶闸管自动关断，从而截取振荡衰减的放电电流波形，形成仅有单极性半波的放电电流波形，更加贴近工程实际中此类电容器所承受的放电电流波形。通过在放电回路中加入了支撑电容器，放电时，当试品电容器的电压降低到与支撑电容器接近相等时，放电回路中的电流低于晶闸管的导通维持电流，晶闸管关断使放电中止，从而控制试品电容器在放电时的电压降，使放电时试品电容
器上的电压波形更加贴近工程实际。本专利技术用于直流支撑电容器的放电试验，放电时，由试品电容器向放电回路内另一较低电压的电容器放电。这一试验回路得到的放电电流、电压波形更为贴近此类电容器的实际工况。
附图说明
[0031]图1为本专利技术一种用于直流支撑电容器放电试验回路接线示意图；
[0032]图2为本专利技术一种用于直流支撑电容器放电试验回路放电电流波形图；
[0033]图3为本专利技术一种用于直流支撑电容器放电试验回路放电电压波形图；
[0034]图4为本专利技术实施例中放电回路示意图；
[0035]图5为本专利技术实施例中等效后的放电回路示意图；
[0036]附图中：1为交流电压源；2为整流硅堆；3为限流电阻；4为第一真空接触器；5为试品电容器；6为晶闸管；7为可调电阻；8为可调电抗；9为支撑电容器；10为第二真空接触器；11为放电线圈；12为第一分压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直流支撑电容器放电试验回路，其特征在于，包括直流充电电压源、限流电阻(3)、第一真空接触器(4)、试品电容器(5)、晶闸管(6)、可调电阻(7)、可调电抗(8)、支撑电容器(9)、第二真空接触器(10)、放电线圈(11)、第一分压器(12)、罗氏线圈(13)、示波器(14)、第二分压器(15)、测量系统(16)、控制系统(17)；所述直流充电电压源、限流电阻(3)和第一真空接触器(4)相串联，并连接试品电容器(5)的高压端，形成试品电容器(5)的充电回路；所述试品电容器(5)与晶闸管(6)、可调电阻(7)、可调电抗(8)相串联，并连接支撑电容器(9)的高压端，形成试品电容器(5)的放电回路；所述支撑电容器(9)与第二真空接触器(10)、放电线圈(11)串联，构成支撑电容器(9)的放电回路；所述第一分压器(12)与试品电容器(5)进行并联，第二分压器(15)与支撑电容器(9)进行并联；所述第一分压器(12)和第二分压器(15)的信号引出至测量系统(16)；测量系统(16)、晶闸管(6)、第一真空接触器(4)和第二真空接触器(10)连接控制系统(17)。2.根据权利要求1所述的一种用于直流支撑电容器放电试验回路，其特征在于，还包括罗氏线圈(13)和示波器(14)，罗氏线圈(13)套接于试品电容器(5)的放电回路连接线上，罗氏线圈(13)信号引出至示波器(14)，示波器(14)将波形信息引出至测量系统(16)。3.根据权利要求1所述的一种用于直流支撑电容器放电试验回路，其特征在于，所述测量系统(16)和控制系统(17)进行数据交互连接。4.根据权利要求1所述的一种用于直流支撑电容器放电试验回路，其特征在于，所述直流充电电压源包括交流电压源(1)和整流硅堆(2)，所述交流电压源(1)和整流硅堆(2)之间相串联。5.根据权利要求1所述的一种用于直流支撑电容器放电试验回路，其特征在于，所述试品电容器(5)、支撑电容器(9)的接地端均接地。6.一种用于直流支撑电容器放电试验方法，其特征在于，基于权利要求1至5任意一项所述的一种用于直流支撑电容器放电试验回路，包括以下过程，步骤1，控制系统(17)触发导通第一真空接触器(4)和晶闸管(6)；直流充电电压源为试品电容器(5)和支撑电容器(9)充电，试品电容器(5)和支撑电容器(9)两端的电压分别由第一分压器(12)和第二分压器(15)测量，并实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炎，盖斌，赵晓军，蔡俊，贺满潮，赵亮，
申请(专利权)人：西安高压电器研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：