[发明专利]一种用于高压直流输电系统避雷器老化的试验电源

说明书

本发明提供了一种用于高压直流输电系统用避雷器老化的试验电源，包括：微处理器，高压直流电压发生器、受控直流电流源、升压变压器、电容器组、纹波发生器和功率放大器模块；受控直流电流源向微处理器单向发送数据；高压直流电压发生器、纹波发生器和功率放大器模块分别与微处理器进行双向数据传输，实现测量和控制；电容器组并联在高压直流电压发生器的输出端；升压变压器的一端与受控直流电流源相连，另一端与高压直流电压发生器的低压输出端相连；高压直流电压发生器的高压输出端与负载相连。本发明通过相应装置的研发设计，使HVDC避雷器老化试验电压波形更接近实际，使老化性能考核更规范、更严格。

技术领域

本发明涉及电力电源技术领域，具体涉及一种用于高压直流(HVDC)输电系统中直流避雷器加速老化的试验电源。

背景技术

交流输电系统中的避雷器，日常承受的电压是正弦波电压，谐波电压分量很小，因此波形十分简单。

这种避雷器的老化试验采用日常工频正弦波高压电源，无需进行特殊的电源研制，而图1所示高压直流输电系统中的避雷器，特别是阀避雷器和桥避雷器，其电压波形中既有显著的直流分量，也有一个谐波电压十分丰富的纹波分量，其电压波形复杂。到目前为止，国内外对这类直流系统避雷器做老化试验均采用缩比的背靠背高压直流输电系统进行，以期望试品上的电压波形接近实际的HVDC避雷器电压波形。

为了能在有限的空间内装设一套具有一定体积压缩比的背靠背高压直流输电系统，并尽量降低系统造价，以及尽量减少运行中对无功的过度需求，该直流输电系统不仅要求在电压上要按一定比例进行缩小，在电流上也必须按比例缩小。

目前，对试品进行老化试验的这种背靠背直流输电系统中各部位可提供电压的模块输出容量缩小太多，而试品体积又是不能缩小的，因此运行中出现了“小马拉大车”的问题。没有试品(即空载运行)时，电压波形还可以，一旦加有试品负载运行后，电压波形会即刻畸变，换相电压的陡度以及换相过冲明显不够，甚至常常从电压波形上看不到换相过程。

为了提高HVDC输电系统避雷器阀片老化性能试验的可靠性以及试验结果的可信度，需要重新研制一种HVDC系统避雷器老化试验电源。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种用于高压直流输电系统避雷器老化的试验电源，包括：微处理器，高压直流电压发生器、受控直流电流源、升压变压器、电容器组、纹波发生器和功率放大器模块；

受控直流电流源向所述微处理器单向发送数据；高压直流电压发生器、纹波发生器和功率放大器模块分别与微处理器双向传输数据；电容器组并联在高压直流电压发生器的输出端；升压变压器的一端与受控直流电流源相连，另一端与高压直流电压发生器的低压输出端相连；高压直流电压发生器的高压输出端接负载。

电容器组包括去耦电容器和高压旁通电容器，去耦电容器和高压旁通电容器并联。微处理器分解直流电压为直流分量和纹波分量；直流分量输送至高压直流电压发生器；纹波分量输送至纹波发生器和功率放大器模块。

高压直流电压发生器将所述直流分量的数字量转换为模拟量；纹波发生器和功率放大器模块包括纹波发生器和功率放大器。

纹波发生器将纹波分量的数字量转换为模拟量；功率放大器放大纹波分量模拟量的电压和输出功率。

升压变压器包括三个绕组：连接在纹波发生器和功率放大器模块输出端的一次绕组；一端与高压直流电压发生器低压输出端相连，另一端与受控直流电流源连接的二次绕组；连接在受控直流电流源输出端的三次绕组。

一次绕组特指低压输入绕组；二次绕组特指对纹波发生器和功率放大器输出的纹波电压进行升压的高压输出绕组；三次绕组特指为避免负载电流形成直流偏磁的偏磁补偿绕组。

受控直流电流源包括电流测量装置；电流测量装置与升压变压器的高压输出绕组串联，并测量高压输出绕组中的直流电流。