CN100405731C - 高压试验用变频电源 - Google Patents
高压试验用变频电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100405731C CN100405731C CNB2005100284127A CN200510028412A CN100405731C CN 100405731 C CN100405731 C CN 100405731C CN B2005100284127 A CNB2005100284127 A CN B2005100284127A CN 200510028412 A CN200510028412 A CN 200510028412A CN 100405731 C CN100405731 C CN 100405731C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- output
- signal
- sent
- controllable silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
一种电力***领域的高压试验用变频电源，其中，三相交流输入送入可控硅触发控制及整流电路；可控硅触发控制及整流电路的控制信号由计算机控制电路产生，其整流输出送入桥式输出电路；桥式输出电路的输出信号送短路盒并送入输出采样及测量电路，输出采样及测量电路将采样的信号经测量电路后将测量信号送入计算机控制电路；同样，***的电压也经***电压输入及测量电路后送入计算机控制电路；计算机控制电路产生局放用同步及消隐信号产生电路所需的输入控制信号。本发明重量轻、结构紧凑、试验接线方便、抗干扰能力强，极大的减少了试验人员现场试验的工作。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种电力***领域的电源，尤其是一种高压试验用变频电源。
背景技术
现场高压试验同样要遵守高压试验的原则：试验必须模拟运行场强状态。因此交流电压试验可以正确的找出故障，而直流试验则不符合上述高压试验原则。用于交联电缆和SF6绝缘电器(GIS，GIT)的高压试验***的电压高，功率大，传统的试验变压器或调感谐振电源都因为重量太大而不适合现场使用。解决的办法是采用交流谐振电源，其重量可以减轻15-20倍。而目前现有的交流谐振电源有两种方式：一种为SPWM调制的开关变频，由于存在较高的开关脉冲，本身存在很大干扰，无法满足现场局放测试要求。从理论上该干扰可以通过多级滤波减小，由于现场情况复杂，在工程上不能做到，而且设备笨重，联线困难，对现场试验人员要求高，目前没有成功的报道。另一种采用功率放大方式，通过几千只三极管并联。由于原理缺陷，无法进行主回路保护，可控性差，工艺复杂，体积庞大，重量重，成本高，可靠性差，而且效率低，仅为50％左右。并且当其低电压输出时，功率输出成平方倍下降，导致与其配套的励磁变压器复杂，制造和使用困难。导致对现场的试验电源要求高，时常有电源不满足情况发生，不能试验，现在逐步被淘汰。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为00259594.x，申请日为2000年12月14日，该专利公开了一种采用SPWM变频串联谐振电源。借鉴此类现有技术，可以降低对励磁变压器的制造要求，提高效率，但是在现场无法进行局放试验，影响局放测量的干扰大，需要专门的滤波装置，现场接线困难。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种高压试验用变频电源，使其体积小，重量轻，效率高，工艺简单，成本低，可靠性高，电磁干扰小，适用于现场高压试验。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：计算机控制电路、可控硅触发控制及整流电路、桥式输出电路、输出采样及测量电路、短路盒、***电压输入及测量电路、局放用同步及消隐信号产生电路。三相交流输入送入可控硅触发控制及整流电路，可控硅触发控制及整流电路的控制信号由计算机控制电路产生，其整流输出送入桥式输出电路，桥式输出电路的输出信号送短路盒并送入输出采样及测量电路，输出采样及测量电路将桥式输出电路的输出信号作为采样的信号并经输出采样及测量电路后输出测量信号送入计算机控制电路，同样，高压试验的输出电压也经***电压输入及测量电路后送入计算机控制电路，计算机控制电路产生局放用同步控制信号及消隐信号产生电路所需的输入控制信号。
可控硅触发控制及整流电路中，由第一至第三3个可控硅D1～D3和第一至第三3个二极管D4～D6组成半控三相整流电路：第一可控硅D1、第二可控硅D2以及第三可控硅D3的阴极相连，第一二极管D4、第二二极管D5以及第三二极管D6的阳极相连，第三可控硅D3的阳极与第一二极管D4的阴极相连，第二可控硅D2的阳极与第二二极管D5的阴极相连，第一可控硅D1的阳极与第三二极管D6的阴极相连，第一至第三3个可控硅D1～D3的控制信号与计算机控制电路相连，受计算机控制电路的控制调节，整流电路输出端接入一个滤波电容，滤波后的直流电压送入桥式输出电路。
计算机控制电路，由DSP处理器、ROM和RAM(存储器)、LCD显示装置、计算机通讯电路、桥式输出驱动电路组成，DSP处理器将需掉电不能丢失的数据送入ROM，将临时处理的数据送入RAM，DSP处理器将需显示的信息数据送LCD显示装置，DSP处理器将需通讯的数据传给计算机通讯电路并接收计算机通讯电路的数据，DSP处理器将单方波的控制信号送入桥式输出驱动电路。
短路盒由两块串接的IGBT和监测输出电压的监测***以及IGBT驱动芯片组成。监测***将触发信号送入IGBT驱动芯片，IGBT驱动芯片驱动两块串接的IGBT。在***故障时，短路励磁变压器原边绕组，使高压试验回路中的能量释放掉。
可控硅触发控制及整流电路采用半控三相整流电路，使上电时整流输出电压缓慢上升，减小对整流回路及平波电容的涌流冲击。
局放用同步及消隐信号产生电路由光耦隔离电路、数字滤波器、推挽放大电路、升压变压器、光纤发送头组成，DSP处理器送出***频率和高频脉冲，通过光耦隔离后作为数字滤波器的输入信号和数字滤波器内部的开关电容的开关频率，数字滤波器出来后的信号经过功率三极管的推挽放大电路后直接提供给升压变压器，产生局放仪器所需要的同步信号，DSP处理器还送出局放消隐控制脉冲信号驱动光纤发送头发送消隐信号。DSP处理器计算产生可实现局放测量的单方波的控制信号，来控制全桥驱动及功率电路实现输出单方波所需的频率和占空比，保证试验波形的精度和可靠性。电压和频率调节设粗、细两档，从而在运行中精细平滑地调整，满足现场高压试验的条件。
与现有技术相比，本发明具有如下突出优点：(1)采用一体化技术。该电源集控制、功率输出、***电压监测、消隐信号输出、显示打印等多种功能为一体，根据用户的设定和试验对象全自动完成试验，无需人工监测。使用本发明进行局放试验，可以避免传统三倍频变压器和正弦波电源笨重、功率因素低等缺点，给现场局放试验带来了很大的方便。(2)将单方波电源用于局放试验，效率极高。将单方波电源用于局放试验打破了电力***局放试验只能使用变压器和正弦波电源的传统。由于传统试验方法存在效率低下、设备笨重，对现场供电电源容量有苛刻的要求。而采用单方波的开关电源只有开关器件的导通和截止损耗，并且频率极低，电源自身效率＞98％以上，并通过调整输出频率到***的谐振频率点，输出完全为有功损耗，极大的减少了对现场供电电源的需求。开关电源本身的重量相对传统电源具有明显的优势。(3)操作简单方便。单方波电源采用大液晶显示界面，并提供菜单供用户选择和输入，所有采样值实时显示在屏幕上，提供组合功能和分离的功能选项，用户可以选择全自动试验或者全手动试验或者部分自动部分手动试验。试验过程中，用户可以随时退出试验，保证了试验的安全。试验结束后，试验结果在液晶屏上显示，用户根据需要可打印测试结果。(4)极窄的局放干扰信号。由于单方波电源在每个周期内只有4个方波沿，电源在每周期发出4个一定宽度的消隐信号就能屏蔽开关器件的干扰。为了得到最好的试验效果，电源提供了设定消隐信号的宽度能力，用户可以根据现场试验调节设定来实现既满足局放试验要求又满足消隐信号宽度最小的目标。电源同时还提供消隐信号的移相功能，让用户能看到移相前消隐信号下的局放信号，保证用户在整个正弦波周期内的局放信号都是可见的。
附图说明
图1本发明电路框图；
图2为本发明可控硅触发控制及整流电路原理框图；
图3为本发明的局放用同步及消隐信号产生电路原理框图；
图4为本发明计算机控制电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：计算机控制电路1、可控硅触发控制及整流电路2、桥式输出电路3、输出采样及测量电路4、短路盒5、***电压输入及测量电路6、局放用同步及消隐信号产生电路7。三相交流输入送入可控硅触发控制及整流电路2，可控硅触发控制及整流电路2的控制信号由计算机控制电路1产生，其整流输出送入桥式输出电路3，桥式输出电路3的输出信号送短路盒5并送入输出采样及测量电路4，输出采样及测量电路4将桥式输出电路3的输出信号作为采样的信号并经输出采样及测量电路后输出测量信号送入计算机控制电路1，同样，高压试验的输出电压也经***电压输入及测量电路6后送入计算机控制电路1，计算机控制电路1产生局放用同步控制信号及消隐信号产生电路7所需的输入控制信号。
短路盒5由两块串接的IGBT和监测输出电压的监测***以及IGBT驱动芯片组成。监测***将触发信号送入IGBT驱动芯片，IGBT驱动芯片驱动两块串接的IGBT。***故障时，短路励磁变压器原边绕组，使高压试验回路中的能量释放掉。
如图2所示，可控硅触发控制及整流电路2中，由3个可控硅D1～D3和3个二极管D4～D6组成半控三相整流电路，D1～D3的阴极相连，D4～D6的阳极相连，D3的阳极与D4的阴极相连，D2的阳极与D5的阴极相连，D1的阳极与D4的阴极相连。D1～D3的控制信号与计算机控制电路1相连，受计算机控制电路1的控制调节，整流电路输出端接入一个滤波电容，滤波后的直流电压送入桥式输出电路3。
三相交流电源输入到可控硅触发控制及整流电路2，计算机控制电路1控制相应可控硅导通角，保证每次充电时充电电压很低，从而使电容C上的电压缓慢上升，避免电容C及整流管承受冲击电流。而电容充电结束后正常工作时整流回路为全相三相整流(导通角全部打开)。整流输出送入桥式输出电路3。
如图3所示，局放用同步及消隐信号产生电路7由光耦隔离电路、数字滤波器、推挽放大电路、升压变压器、光纤发送头组成，计算机控制电路1中DSP处理器送出***频率和高频脉冲，通过光耦隔离电路后作为数字滤波器的输入信号和数字滤波器内部的开关电容的开关频率。数字滤波器出来后的信号经过功率三极管的推挽放大电路后直接提供给升压变压器，产生局放仪器所需要的同步信号。DSP处理器还送出局放消隐控制脉冲信号驱动光纤发送头发送消隐信号。
如图4所示，计算机控制电路1，由DSP处理器、ROM和RAM(存储器)、LCD显示装置、计算机通讯电路、桥式输出驱动电路组成。DSP处理器将需掉电不能丢失的数据送入ROM，将临时处理的数据送入RAM，DSP处理器将需显示的信息数据送LCD显示装置，DSP处理器将需通讯的数据传给计算机通讯电路并接收计算机通讯电路的数据，DSP处理器将单方波的控制信号送入桥式输出驱动电路。
计算机控制电路1核心是DSP处理器，本发明的DSP处理器采用美国TI公司的TMS320LF2407A型DSP，内部工作频率为30MHz，供电电源为3.3V(程序空间、数据空间、I/O空间都为32k，16通道10位转换率的AD，串行数据口，串行通讯口，2个事件管理器，PWM波输出通道)，除完成试验中电压频率的设置、显示、保护外，主要用于产生单方波的控制信号。单方波信号的产生利用DSP的晶振时钟信号作基准，根据设置时频率幅值计算出单方波的频率和占空比。DSP处理器控制桥式输出驱动电路，同时还控制可控硅触发控制及整流电路2。***电压输入及测量电路6将***电压的测量信号送入DSP处理器的A/D转换口，DSP处理器将此电压在LCD上显示并根据电压的大小判断***电压是否已达到。DSP处理器还将送入其A/D口的输出信号的电压和电流信号在LCD上显示并根据电压和电流信号的大小判断是否存在输出过流、过压的情况从而决定是否需要关断桥式输出驱动的信号。
另外，本发明还采用软件来实现全自动试验所需要的各项功能：自动调谐、自动升压、自动计时、自动移相、消隐信号设定等功能，具体为：
自动调谐：完成从300Hz～30Hz范围内自动扫频，并完成查找***谐振点；
自动升压：电源接收用户设定的电压，缓慢升压到用户设定的电压值，在升压过程中对***的电压和电流进行监测，当发现高压侧电压异常后，仪器自动保护；
自动计时：电源在升到预定电压后接收定时功能，在定时期间电源自动跟踪高压侧电压，并进行补偿。定时时间到后，电源自动将电压降为0，显示试验结果；
自动移相：仪器在升到预定电压并处于自动计时功能时，可以进行自动移相功能，软件自动捕捉当前相位，并根据消隐信号的宽度进行相位调节，在局放仪上显示原屏蔽窗口下的信号；
消隐信号设定：对消隐信号相对与方波沿的提前量和消隐信号的宽度进行设定以期获得最好的局放观察效果。
总之，本发明通过采用一体化功率输出控制模块和测量监测模块来实现自动耐压试验功能。用户可以在设定必须的参数后完全由电源自动完成全部的试验。精心设计的局放消隐信号与此相配合的局放相关参数设定功能方便用户现场实际局放试验的要求。由于***效率高，大大减少了对试验现场供电电源容量的要求。
Claims (7)
1.一种高压试验用变频电源，包括：可控硅触发控制及整流电路(2)、桥式输出电路(3)、输出采样及测量电路(4)、***电压输入及测量电路(6)，其特征在于，还包括：计算机控制电路(1)、短路盒(5)、局放用同步及消隐信号产生电路(7)，三相交流输入送入可控硅触发控制及整流电路(2)，可控硅触发控制及整流电路(2)的控制信号由计算机控制电路(1)产生，其整流输出送入桥式输出电路(3)，桥式输出电路(3)的输出信号送短路盒(5)并送入输出采样及测量电路(4)，输出采样及测量电路(4)将桥式输出电路(3)的输出信号作为采样的信号并经输出采样及测量电路后输出测量信号送入计算机控制电路(1)，同样，高压试验的输出电压也经***电压输入及测量电路(6)后送入计算机控制电路(1)，计算机控制电路(1)产生局放用同步控制信号及消隐信号产生电路(7)所需的输入控制信号。
2.根据权利要求1所述的高压试验用变频电源，其特征是，可控硅触发控制及整流电路(2)中，由第一至第三3个可控硅(D1～D3)和第一至第三3个二极管(D4～D6)组成半控三相整流电路：第一可控硅(D1)、第二可控硅(D2)以及第三可控硅(D3)的阴极相连，第一二极管(D4)、第二二极管(D5)以及第三二极管(D6)的阳极相连，第三可控硅(D3)的阳极与第一二极管(D4)的阴极相连，第二可控硅(D2)的阳极与第二二极管(D5)的阴极相连，第一可控硅(D1)的阳极与第三二极管(D6)的阴极相连，第一至第三3个可控硅(D1～D3)的控制信号与计算机控制电路(1)相连，受计算机控制电路(1)的控制调节，整流电路输出端接入一个滤波电容，滤波后的直流电压送入桥式输出电路(3)。
3.根据权利要求1所述的高压试验用变频电源，其特征是，计算机控制电路(1)，由DSP处理器、ROM和RAM存储器、LCD显示装置、计算机通讯电路、桥式输出驱动电路组成，DSP处理器将需掉电不能丢失的数据送入ROM，将临时处理的数据送入RAM，DSP处理器将需显示的信息数据送LCD显示装置，DSP处理器将需通讯的数据传给计算机通讯电路并接收计算机通讯电路的数据，DSP处理器将单方波的控制信号送入桥式输出驱动电路。
4.根据权利要求3所述的高压试验用变频电源，其特征是，DSP处理器，采用美国TI公司的TMS320LF2407A型DSP，内部工作频率为30MHz，供电电源为3.3V，程序空间、数据空间、I/O空间都为32k，16通道10位转换率的AD，串行数据口，串行通讯口，2个事件管理器，PWM波输出通道。
5.根据权利要求1所述的高压试验用变频电源，其特征是，局放用同步及消隐信号产生电路(7)由光耦隔离电路、数字滤波器、推挽放大电路、升压变压器、光纤发送头组成，DSP处理器送出***频率和高频脉冲，通过光耦隔离后作为数字滤波器的输入信号和数字滤波器内部的开关电容的开关频率，数字滤波器出来后的信号经过推挽放大电路后直接提供给升压变压器，产生局放仪器所需要的同步信号，DSP处理器还送出局放消隐控制脉冲信号驱动光纤发送头发送消隐信号。
6.根据权利要求1所述的高压试验用变频电源，其特征是，短路盒(5)由两块串接的IGBT和监测输出电压的监测***以及IGBT驱动芯片组成，监测***将触发信号送入IGBT驱动芯片，IGBT驱动芯片驱动两块串接的IGBT。
7.根据权利要求1所述的高压试验用变频电源，其特征是，采用软件来实现全自动试验所需要的自动调谐、自动升压、自动计时、自动移相、消隐信号设定功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100284127A CN100405731C (zh) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | 高压试验用变频电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2005100284127A CN100405731C (zh) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | 高压试验用变频电源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1719709A CN1719709A (zh) | 2006-01-11 |
| CN100405731C true CN100405731C (zh) | 2008-07-23 |
Family
ID=35931464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2005100284127A Active CN100405731C (zh) | 2005-08-04 | 2005-08-04 | 高压试验用变频电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100405731C (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101206242B (zh) * | 2007-12-19 | 2010-06-09 | 湖南大学 | 调频谐振式特高压试验电源的电压与频率控制方法 |
| CN103105565B (zh) * | 2011-11-09 | 2015-07-08 | 丁一舟 | 采用调频移相的串联谐振耐压局放试验方法 |
| CN103051199A (zh) * | 2013-01-21 | 2013-04-17 | 江苏力普电子科技有限公司 | 具有过电压保护功能的高压变频器及其过电压保护方法 |
| CN106374737A (zh) * | 2016-11-26 | 2017-02-01 | 方彬辉 | 一种emi特性优良的桥堆 |
| CN107490752B (zh) * | 2017-09-15 | 2020-08-11 | 中国电力科学研究院 | 一种模拟特高频局部放电信号的***和方法 |
| CN109283874A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-29 | 武汉南星电力科技有限公司 | 智能大功率变频电源 |
| CN112782538A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-11 | 深圳供电局有限公司 | 基于超低频电源开断信号的电缆局部放电检测方法和装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1034148C (zh) * | 1994-12-23 | 1997-02-26 | 吴健国 | 恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源 |
| US6362537B2 (en) * | 2000-02-01 | 2002-03-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Power unit |
| JP2003204675A (ja) * | 2002-12-19 | 2003-07-18 | Honda Motor Co Ltd | 可搬型電源装置 |
| CN2626127Y (zh) * | 2003-06-11 | 2004-07-14 | 皮卫平 | 高电压试验用大功率变频电源装置 |
-
2005
- 2005-08-04 CN CNB2005100284127A patent/CN100405731C/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1034148C (zh) * | 1994-12-23 | 1997-02-26 | 吴健国 | 恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源 |
| US6362537B2 (en) * | 2000-02-01 | 2002-03-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Power unit |
| JP2003204675A (ja) * | 2002-12-19 | 2003-07-18 | Honda Motor Co Ltd | 可搬型電源装置 |
| CN2626127Y (zh) * | 2003-06-11 | 2004-07-14 | 皮卫平 | 高电压试验用大功率变频电源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1719709A (zh) | 2006-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100405731C (zh) | 高压试验用变频电源 | |
| CN101127484B (zh) | 一种数字化高压直流电源 | |
| CN203069734U (zh) | 一种300kW变压器局部放电、感应耐压试验*** | |
| CN101904082B (zh) | 电绝缘的ac/dc转换器 | |
| CN101013850B (zh) | 采用蓄电池供电的高压电容器高频恒流充电电源 | |
| KR20110059535A (ko) | 직렬 공진형 컨버터 회로 | |
| WO2012062375A1 (en) | Power inverter for feeding electric energy from a dc power generator into an ac grid with two power lines | |
| JP2013141389A (ja) | ゼロ電圧スイッチング方式の圧電駆動回路 | |
| CN210431255U (zh) | 一种双模控制的高压静电纺丝电源 | |
| EP1365499B1 (en) | Switching power supply circuit | |
| CN210297567U (zh) | 改善动态性能的开关电源控制电路和开关电源*** | |
| JPH05227667A (ja) | 発電機 | |
| EP4236052A1 (en) | Power supply device, circuit control method and power supply system | |
| CN103248246B (zh) | 离线式ac-dc控制电路和包含该控制电路的转换电路 | |
| CN113206598A (zh) | 一种串联谐振式恒流充电电源 | |
| CN100514820C (zh) | 交直流两用高压小电流功率电源 | |
| CN107888089B (zh) | 一种高压直流电源 | |
| CN101621257A (zh) | 一种电能量双向流动装置及其电能量双向流动方法 | |
| CN105141149B (zh) | 一种电子束微细加工设备加速电源装置及控制方法 | |
| CN109495000A (zh) | 一种高压发生器电源 | |
| CN206452314U (zh) | 一种开关电源 | |
| CN209267467U (zh) | 一种高压发生器电源 | |
| CN107302210A (zh) | 一种光伏逆变器的动态欠压保护方法 | |
| JP3363171B2 (ja) | 並列運転機能を備えた発電機 | |
| CN207926461U (zh) | 一种用于母线电容软起的ac-dc隔离变换电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 201108, No. 4399 Jin Du Road, Shanghai, Minhang District Patentee after: SIEYUAN ELECTRIC Co.,Ltd. Address before: 201108, No. 4399 Jin Du Road, Shanghai, Minhang District Patentee before: Shanghai Siyuan Electric Co.,Ltd. |