[发明专利]基于大功率IGBT的特高压调频谐振试验电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统特高压试验源，特别涉及一种基于大功率IGBT的特高压调频谐振试验电源。

背景技术

随着电网向高压方向的发展，以SF6为介质的高压输变电设备，如：断路器、GBS、GIS、SF6互感器得到广泛应用。在工程交接验收时要对这些高压电气设备进行交流耐压实验。其次IEC新标准要求：110KV以上电压等级的变压器，新安装投入运行时要做局部放电实验。交联电缆在城网工程中应用广泛，考虑到累积效应以及故障发现的灵敏性，要求进行交流耐压试验。这些试验都需要输出高压电、带负载能力强、适合电力现场作业的交流电源装置。

目前是把变压器的局部放电试验电源设备与用作交流耐压试验电源设备分开，变压器局放试验是利用中频发电机组给高压试验变压器励磁。谐振耐压装置主要用于高压设备的交流耐压试验，其原理大多是利用调节谐振电抗器内部的铁芯间隙距离，改变电感参数与被试频的电容实现串联谐振，产生高压输出。装置体重庞大，维护困难，只适合试验大厅使用。中国专利ZL03227875.6公开了一种高电压试验用大功率变频电源装置，该专利中用桥式放大电路来增大装置的容量，但是该装置所用的功放管很多，可靠性较差，并且损耗很大，维护困难。

发明内容

为了解决现有高压试验电源耗能大、可靠性差、成本高的技术问题，本发明提供一种重量轻、成本低、可靠性高的基于大功率IGBT的特高压调频谐振试验电源。

本发明的实现技术方案是：包括整流电路、控制器、大功率IGBT逆变器、LC滤波电路、特高压发生电路、检测电路，所述整流电路的输入端接三相交流输入，其输出端向大功率IGBT逆变器供电，控制器产生大功率IGBT逆变器的PWM控制信号，大功率IGBT逆变器输出信号通过LC滤波器产生光滑的正弦信号，再送到特高压产生电路的输入端，由特高压产生电路产生高电压，检测电路检测特高压产生电路的输出，并将检测信号经光纤高速传输到控制器。

上述的基于大功率IGBT的特高压调频谐振试验电源中，所述控制器产生的PWM控制信号为频率在30～300Hz频率可变、幅值可调的PWM控制信号。

本发明的技术效果在于：1)本发明中采用大功率IGBT的逆变电路，每个IGBT最高承受电压为1700V、最大电流为2400A，大大简化了电路的结构，降低了系统的成本，减少了器件的损耗，提高了系统的稳定性；2)采用DSP数字控制技术，系统可靠性高，基本不需要维护，可以节省大量维护费用；3)采用多级∏型滤波器，滤波效果好，减少高频谐波对升压电路的影响，提高了电源的可靠性；4)采样信号及控制信号采用光纤电路进行传输，大大减少了传输过程中的干扰，提高了控制精度。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的基本结构框图。

图2是本发明实施例的结构框图。

图3是本发明的大功率IGBT逆变器和LC滤波电路结构图。

具体实施方式

参见图1，本发明包括控制器、大功率IGBT逆变器、LC滤波电路、特高压发生电路、检测电路、光纤、整流电路。三相交流电A、B、C输入三相桥式整流电路，其输出给电容充电作为IGBT逆变电路直流侧电压源；IGBT的控制信号是控制器发出的PWM波，PWM信号的传输由光纤完成；大功率IGBT逆变器输出频率、幅值可变的放大信号通过LC滤波电路产生光滑的正弦波；然后由特高压电路产生等级可选的高压；并由检测电路把高压信号转换成低压小信号，由无失真光纤反馈到控制器。

参见图2，图2为本发明的具体实施结构图。整流电路将输入的交流电整流变为直流电对大功率IGBT逆变器的直流侧电容进行充电，DSP处理器产生大功率IGBT逆变器的PWM控制信号，并由光纤送到大功率IGBT逆变器，大功率IGBT逆变器输出信号通过多级∏型滤波器产生光滑的正弦信号，再送到特高压产生电路的输入端，由特高压产生电路产生高电压，特高压发生电路由励磁变压器T、电阻R、电抗器L、电容C1、电容C2组成，励磁变压器T的输入端接LC滤波电路，电阻R、电抗器L、电容C1、电容C2依次串接后并接于励磁变压器的输出端。检测电路检测特高压产生电路的输出由变送器送到采样电路进行采样，用光纤高速传输到DSP处理器，DSP处理器将采样的电压、电流信号与设定值进行比较，通过专家智能收索算法调频、调幅，发出IGBT的控制信号，经驱动放大后送到大功率IGBT逆变器。设定值由键盘输入，并在担任人机界面的显示器上显示出来。中间励磁变压器低压侧、高压侧线圈都是多抽头、可串并的，利于不同等级电压的升压。