CN104699160A - 一种直流高压试验电源稳压控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流高压试验电源稳压控制***，包括调压器、双向可控硅、高压升压变压器、整流装置、分压器、电压电流检测装置和调压稳压装置，调压器的输入端与外部电源相连，调压器的一路输出端依次通过双向可控硅、高压升压变压器、整流装置输出给被试品，分压器和被试品并联连接，电压电流检测装置与分压器相连，电压电流检测装置的反馈电压输出端与调压稳压装置的反馈电压输入端相连，调压器的另一路输出端与调压稳压装置的基准电压输入端相连，调压稳压装置的输出端与双向可控硅的控制端相连。本发明能够有效抑制输出纹波、自动修正被控偏离量，响应速度快、电压稳定度高、抗扰性能强、结构稳定可靠、操作简便、维护简单。

Description

一种直流高压试验电源稳压控制***

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种直流高压试验电源稳压控制***。

背景技术

设备性能与电压有直接关系，电压的变动会影响设备性能的稳定或是输出的参数。在实际应用中，要求不管交流供电电源或是负载电阻如何变化，稳压装置的直流输出电压均保持稳定。稳压控制***的好坏与纹波系数，响应速度，电压稳定度有关。

在进行人工直流污秽试验时，试验电源的输出电压自始至终要保持不变。但是，染污绝缘子的泄漏电流具有持续时间长、波动和幅值大等特点，泄漏电流势必造成电源输出电压的大幅度波动，考验控制***的跟随性和抗扰性。特别是由于绝缘子表面放电引起负荷释放造成的相对电压过冲，若控制不迅速，则可能造成闪络，影响试验结果。目前，国内外对以晶闸管为主要调压器件的直流污秽试验电源的研究已取得一些成果。提出采用晶闸管反馈控制对减小直流电源的动态压降有明显效果，控制***采用纯硬件构成，但不便于操作和维护。还有一种设计基于晶闸管的污秽试验电源并进行了开环研究。但与闭环控制相比较，开环控制不能自动修正被控量的偏离，抗扰动性能较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种能够有效抑制输出纹波、自动修正被控偏离量，响应速度快，电压稳定度高，抗扰性能强的直流高压试验电源稳压控制***。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种直流高压试验电源稳压控制***，包括调压器、双向可控硅、高压升压变压器、整流装置、分压器、电压电流检测装置和调压稳压装置，所述调压器的输入端与外部电源相连，所述调压器的一路输出端依次通过双向可控硅、高压升压变压器、整流装置输出给被试品，所述分压器和被试品并联连接，所述电压电流检测装置与分压器相连，所述电压电流检测装置的反馈电压输出端与调压稳压装置的反馈电压输入端相连，所述调压器的另一路输出端与调压稳压装置的基准电压输入端相连，所述调压稳压装置的输出端与双向可控硅的控制端相连。

优选地，所述调压稳压装置的输入端设有光电隔离器，所述电压电流检测装置的电压和电流输出端分别通过光电隔离器与调压稳压装置的输入端相连。

优选地，所述调压稳压装置为晶闸管调压器。

优选地，所述分压器为直流阻容分压器。

优选地，所述调压器为10KV柱式调压器。

本发明直流高压试验电源稳压控制***具有下述优点：本发明直流高压试验电源稳压控制***的调压器的一路输出端依次与双向可控硅、高压升压变压器、整流装置相连，整流装置分别和分压器的一端、被试品的一端相连，调压器、双向可控硅、高压升压变压器、整流装置四者形成倍压整流线路，输出电压高达±1000kV、输出电流1A ，而且采用整流装置快速转换极性，可输出正极性或负极性直流电压；而且采用完善的调压稳压装置来实现直流高电压试验全过程自动化和智能化，电压电流检测装置的电压和电流输出端分别与调压稳压装置的输入端相连，调压器的另一路输出端与调压稳压装置的基准电压输入端相连，调压稳压装置的输出端与双向可控硅的控制端相连，调压稳压装置基于闭环控制的原理来实现对双向可控硅的控制，能够有效抑制输出纹波，并且能够自动修正被控偏离量，具有响应速度快、电压稳定度高、抗扰性能强的优点，结构稳定可靠、操作简便、自动化程度高且维护简单。

附图说明

图1为本发明实施例的框架结构示意图。

图例说明：1、调压器；2、双向可控硅；3、高压升压变压器；4、整流装置；5、分压器；6、电压电流检测装置；7、调压稳压装置；71、光电隔离器；8、被试品。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的直流高压试验电源稳压控制***包括调压器1、双向可控硅2、高压升压变压器3、整流装置4、分压器5、电压电流检测装置6和调压稳压装置7，调压器1的输入端与外部电源相连，调压器1的一路输出端依次与双向可控硅2、高压升压变压器3、整流装置4相连，整流装置4分别和分压器5的一端、被试品8的一端相连，电压电流检测装置6的电压采集输入端和分压器5的另一端相连，电压电流检测装置6的电流采集输入端和被试品8的另一端相连，电压电流检测装置6的电压和电流输出端分别与调压稳压装置7的输入端相连，调压器1的另一路输出端与调压稳压装置7的基准电压输入端相连，调压稳压装置7的输出端与双向可控硅2的控制端相连。本实施例中，调压器1采用市售AC 10kV柱式调压器，双向可控硅2采用市售双向高压可控硅堆（组合元件），高压升压变压器3采用市售3200kVA/800kV工频污秽试验变压器成套设备的升压变压器，整流装置4采用市售滤波电容器和倍压电容器实现，此外本实施例中的电压电流检测装置6和调压稳压装置7也均为市售品，电压电流检测装置6用于采集分压器5的电压、被试品8的电流，调压稳压装置7为市售的晶闸管调压器，用于根据反馈的电压和电流以及参考电压控制双向可控硅2。

本实施例中，调压稳压装置7的输入端设有光电隔离器71，电压电流检测装置6的电压和电流输出端分别通过光电隔离器71与调压稳压装置7的输入端相连。采用光电隔离器71实现信号单向传输，使得调压稳压装置7的输入端、电压电流检测装置6的电压和电流输出端之间完全实现了电气隔离，电压电流检测装置6的电压和电流输出端的输出信号对调压稳压装置7的输入端无干扰影响、抗干扰能力强，具有工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高的优点。本实施例中，光电隔离器71采用市售光电隔离器。本实施例中，分压器5为直流阻容分压器，具体采用市售1000kV直流阻容分压器，通过直流阻容分压器来测量被试品8的电压，其测量线性度和准确度不大于±1%，因此电压检测更加准确可靠。

本实施例直流高压试验电源稳压控制***的工作原理如下：在工作状态下，调压器1将输入端输入的10kV电源调压后，经双向可控硅2后被高压升压变压器3升压、整流装置4整流后输出至被试品8上。当被试品8发生负载波动时（例如被试品8表面发生局部放电引起较大泄漏电流时），分压器5获得到被试品8的反馈电压值，电压电流检测装置6检测到分压器5的反馈电压值，将检测到的反馈电压送入调压稳压装置7，同时调压器1则将输出的基准电压一同送入调压稳压装置7。因为运放开环增益很高，而本实施例中的基准电压是从调压器1调压后取得，所以本实施例通过双向可控硅调压电路基于调压器1调压后的电压作为基准电压，使得电路稳压精度较高，能够减小直流电源动态压降的变化，从而实现输出直流电压（被试品8上电压）的稳定。

本实施例中双向可控硅调压电路的调压过程如下：调压稳压装置7将输入的两路电压值进行运算放大取得差值后发出相应的触发信号至双向可控硅2，控制双向可控硅2的导通角变化；当输出电压偏离基准电压升高时，双向可控硅2延迟触发，控制角增大、导通角减小；当输出电压偏离基准电压下降时，双向可控硅2提前触发导通，控制角减小、导通角增大，从而使双向可控硅2的输出电压恒定；同时，调压稳压装置7根据输入的电流控制双向可控硅2输出的电压，当输入的电流过大，则可以确定双向可控硅2的输出电压偏小，因此应当增大双向可控硅2的输出电压，相反如果输入的电流过小，则可以确定双向可控硅2的输出电压偏大，因此应当减小双向可控硅2的输出电压。需要说的是，双向可控硅调压电路的上述闭环控制仅仅是在本实施例的直流高压试验电源稳压控制***的基础上实施的一种闭环控制方式实例，毫无疑问也可以根据需要采用目前双向可控硅调压电路现有的常规控制方式或者其他改进的控制方式，本实施例的直流高压试验电源稳压控制***作为提供了闭环控制电路结构的硬件平台，其实现并不依赖于某一种特定的闭环控制方式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种直流高压试验电源稳压控制***，其特征在于：包括调压器（1）、双向可控硅（2）、高压升压变压器（3）、整流装置（4）、分压器（5）、电压电流检测装置（6）和调压稳压装置（7），所述调压器（1）的输入端与外部电源相连，所述调压器（1）的一路输出端依次通过双向可控硅（2）、高压升压变压器（3）、整流装置（4）输出给被试品（8），所述分压器（5）和被试品（8）并联连接，所述电压电流检测装置（6）与分压器（5）相连，所述电压电流检测装置（6）的反馈电压输出端与调压稳压装置（7）的反馈电压输入端相连，所述调压器（1）的另一路输出端与调压稳压装置（7）的基准电压输入端相连，所述调压稳压装置（7）的输出端与双向可控硅（2）的控制端相连。

2.根据权利要求1所述的直流高压试验电源稳压控制***，其特征在于：所述调压稳压装置（7）的输入端设有光电隔离器（71），所述电压电流检测装置（6）的电压和电流输出端分别通过光电隔离器（71）与调压稳压装置（7）的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的直流高压试验电源稳压控制***，其特征在于：所述调压稳压装置（7）为晶闸管调压器。

4.根据权利要求3所述的直流高压试验电源稳压控制***，其特征在于：所述分压器（5）为直流阻容分压器。

5.根据权利要求4所述的直流高压试验电源稳压控制***，其特征在于：所述调压器（1）为10KV柱式调压器。