【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电设备测试，具体涉及一种用于配电设备局部放电测试的试验脉冲电源装置。
技术介绍
1、随着电力系统电压不断提高，配电设备在工作电压下的局部放电是使绝缘老化并发展到击穿的重要原因。目前，业内推荐局部放电测试随出厂试验同时开展，进而考察配电设备绝缘性能的好坏与潜伏性缺陷的存在与否。这种测试方法关键难题在于变频电源强干扰下的局放脉冲信号的提取与识别。高频试验脉冲真空管由于能够对局部放电信号精确捕捉测量，被广泛应用于配电设备局部放电测试领域。
2、真空管通常有两种工作模式：脉冲模式和连续波(cw)模式。在脉冲模式下，需要向真空管的阴极电极提供脉冲电压波形。在脉冲电压波形中，存在一个称为脉冲平台的稳定时间间隔和两个瞬态时间间隔，即上升时间和下降时间。进入稳定区间需要通过瞬态电压上升区间。在上升时间间隔内，真空管会表现出与设计的稳定电压时间间隔不同的电子束和场之间的相互作用，使得局放信号无法被观察和测量。
3、在连续波模式下，转换器输出电压的波形可以在操作期间进行调节。然而，在配电设备局部放电测试中，需要许多输入电源或复杂的算法来控制输入电压。因此在脉冲电源中，开关在上升时间间隔内被迫工作在激活状态。虽然该问题可以通过控制开关的有源状态电阻、调节脉冲电源电压上升时间来解决，但长上升时间会使得试验脉冲电源装置遭受不可接受的功率损失。
技术实现思路
1、基于以上不足之处，本专利技术提供了一种用于配电设备检测的试验脉冲电源装置。
2、本专利技术是通过
3、互连二级管是连接驱动系统和缓冲器的装置，互连二级管单相导通，确保电流方向正确。
4、进一步的，所述栅极驱动系统包括触发脉冲发生器与多绕组变压器，触发脉冲发生器用于向多绕组变压器输入触发信号；每个驱动单元包括一个绕组与两个电阻，所述两个电阻串联后与绕组并联，两个电阻之间的节点作为驱动信号输出端。
5、进一步的，所述功率开关管为igbt。igbt可以替换为别的功率开关管，如mosfet、bjt等。
6、进一步的，cmrcd缓冲器与功率开关管之间串联解耦二极管。当igbt的电压小于电容器的电压时，解耦二极管将igbt与电容器分离。
7、进一步的，所述真空二极管为回旋管或磁控管。
8、进一步的，所述cmrcd缓冲器的最大注入电荷为：
9、
10、式中，qsi表示第i个cmrcd缓冲器的最大注入电荷，i∈{1,2...n}；n表示管串中功率开关管的数量，tr表示单个功率开关管的电压上升时间，vdc表示表示导通功率开关管的饱和电压与互连二极管正向电压之和，r表示缓冲器电阻值；
11、所述功率阻尼器的电容值为：
12、
13、式中，cs表示功率阻尼器的电容值，qs表示注入到cmrcd缓冲器的电荷量；δvcmax为cmrcd缓冲器的最大电压变化量。
14、进一步的，功率阻尼器的最大功率为：
15、
16、式中，pconverter,max表示功率阻尼器的最大功率，f表示脉冲频率，vdc表示导通功率开关管的饱和电压与互连二极管正向电压之和，tr表示功率开关管的电压上升时间，r表示功率阻尼器电阻，td表示两个连续导通的功率开关管之间的延迟。
17、进一步的，所述互连二级管的最大浪涌电流为：
18、
19、式中，isurge,peak表示互连二级管的最大浪涌电流，vc(i)表示第i个cmrcd缓冲器的主电容器电压，ci表示i个主电容器的电容值；lpara表示寄生串联电感；vdr导通功率开关管的饱和电压与互连二极管正向电压之和。
20、本专利技术还提供一种如本专利技术所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置的调控方法，包括如下步骤：通过调整所述管串中功率开关管的导通顺序来调整试验脉冲电源装置的输出脉冲的电压上升时间；
21、所述输出脉冲的电压上升时间为：trs＝(n-1)td+tr，式中，trs表示输出脉冲的电压上升时间，tr≤trs≤ntr；n表示管串中功率开关管的数量，tr表示单个功率开关管的电压上升时间，td表示两个连续导通的功率开关管之间的延迟，两两开关之间的延迟是均等的。
22、进一步的，所述栅极驱动系统包括触发脉冲发生器与多绕组变压器，触发脉冲发生器用于向多绕组变压器输入触发信号；每个驱动单元包括一个绕组与两个电阻，所述两个电阻串联后与绕组并联，两个电阻之间的节点作为驱动信号输出端；
23、驱动信号表示为：
24、
25、式中，inputi表示输入第i个功率开关管的驱动信号，ri1、ri2表示第i个驱动单元中两个电阻的阻值，triggeri表示第i个驱动单元的输出信号值；
26、通过调整两个电阻的阻值来调整驱动信号的振幅来调整管串中功率开关管的导通顺序，和\或通过调整驱动单元的输出信号值改变功率开关管的延迟曲线的斜率来调整管串中功率开关管的导通顺序。
27、触发脉冲发生器给多绕组变压器输入相同的脉冲电压信号，但是，不同绕组的线圈扎数不同，所以triggeri就不同。
28、本专利技术相比现有技术的优点及有益效果如下：
29、1、本专利技术可以通过改变触发信号的斜率在线完电压上升时间调节，而不需要对任何硬件进行变动，帮助研究人员与电力工程师方便、快捷调节试验脉冲电源，快速获得配电设备局放测试结果，确定绝缘缺陷位置。
30、2、针对期望的电压上升时间，igbt切换时间很可能有较长时延。如果不存在能量回收，则在试验脉冲电源中会产生相当大的功率损耗。本专利技术通过功率阻尼器实现功率回收策略，能够弥补igbt时延造成的能量损失，在低功耗条件下实现比其他长脉宽设备更好的局放测量效果。
31、3、基于在线调节电压上升时间的试验脉冲电源装置可显著提升了局放测试效率，对配电设备潜伏性绝缘缺陷探查、局部放电量测量等均具有实用性与可行性。
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1.一种用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：包括由功率开关管串联形成的管串；栅极驱动系统控制所述管串导通以将输入的直流电压转化为脉冲电压输出给真空二级管；所述栅极驱动系统对应每个功率开关管的栅极设有独立的驱动单元；每个功率开关管并联相应的CMRCD缓冲器，每个CMRCD缓冲器并联相应的功率阻尼器，相邻功率阻尼器之间通过互连二级管连接。
2.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：所述栅极驱动系统包括触发脉冲发生器与多绕组变压器，触发脉冲发生器用于向多绕组变压器输入触发信号；每个驱动单元包括一个绕组与两个电阻，所述两个电阻串联后与绕组并联，两个电阻之间的节点作为驱动信号输出端。
3.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：所述功率开关管为IGBT。
4.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：CMRCD缓冲器与功率开关管之间串联解耦二极管。
5.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：所述真空二极管为回旋管或磁控
6.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：所述CMRCD缓冲器的最大注入电荷为：
7.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：功率阻尼器的最大功率为：
8.根据权利要求1所述的试验脉冲电源装置，其特征在于：所述互连二级管的最大浪涌电流为：
9.一种如权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置的调控方法，其特征在于：包括如下步骤：通过调整所述管串中功率开关管的导通顺序来调整试验脉冲电源装置的输出脉冲的电压上升时间；
10.根据权利要求9所述的脉冲电压上升时间调控方法，其特征在于：所述栅极驱动系统包括触发脉冲发生器与多绕组变压器，触发脉冲发生器用于向多绕组变压器输入触发信号；每个驱动单元包括一个绕组与两个电阻，所述两个电阻串联后与绕组并联，两个电阻之间的节点作为驱动信号输出端；
...【技术特征摘要】
1.一种用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：包括由功率开关管串联形成的管串；栅极驱动系统控制所述管串导通以将输入的直流电压转化为脉冲电压输出给真空二级管；所述栅极驱动系统对应每个功率开关管的栅极设有独立的驱动单元；每个功率开关管并联相应的cmrcd缓冲器，每个cmrcd缓冲器并联相应的功率阻尼器，相邻功率阻尼器之间通过互连二级管连接。
2.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：所述栅极驱动系统包括触发脉冲发生器与多绕组变压器，触发脉冲发生器用于向多绕组变压器输入触发信号；每个驱动单元包括一个绕组与两个电阻，所述两个电阻串联后与绕组并联，两个电阻之间的节点作为驱动信号输出端。
3.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：所述功率开关管为igbt。
4.根据权利要求1所述的用于配电设备检测的试验脉冲电源装置，其特征在于：cmrcd缓冲器与功率开关管之间串联解耦二极管。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：方健，王红斌，张敏，林翔，田妍，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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