[发明专利]一种用于电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路

说明书

本发明涉及一种电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路，它采用一个接触器1；一台调压器2；一台高压整流变压器3；两支限流电阻4、5；由四支高压硅堆组成单相全波整流桥6；四台充电电源极性切换开关7～10；一台极性反转电路隔离开关13；充电电源极性切换时，交流电源可以不分闸，调压器的调压位置不动，只要调整四台充电电源极性切换开关的合分状态，就能够选择不同的直流充电极性，即可实现充电电源直流充电极性的快速切换。

技术领域

本发明涉及高压直流输电系统用直流滤波电容器的试验装置，尤其涉及一种用于电容器极性反转试验的充电电源极性切换电路。

背景技术

由于直流输电的主要特点是输送容量大、柔性好，并且可用于不同电压等级，不同频率的电力系统“背靠背”式非同步联网，可有力地支撑大电网安全可靠地运行。正因为如此，近几年我国已相继建成了多条特高压直流输电线路，为经济建设起到了良好的支撑作用。直流滤波电容器是直流输电系统中一种重要的电器，其质量的好坏关乎直流输电系统的安全运行。基于此，国标GB/T 20993-2007《高压直流输电系统用直流滤波电容器》对其试验做了详细的要求，其中2.6极性反转试验(型式试验)规定：“电容器单元应能承受1.1倍的最大直流持续电压(U_d)并保持2h，然后在2min内改变电压极性并保持相同的幅值，同样再保持2h，之后再进行一次电压极性反转并保持2h。电容器应能承受三次极性反转。”

按照国标GB/T 20993-2007《高压直流输电系统用直流滤波电容器》的要求，极性反转试验实现起来并不太困难，如图1所示：1是控制电源进线的接触器；2是调压器；3是用来提供整流电源的高压变压器；14是可进行机械旋转的整流硅堆；15是拖动硅堆14旋转的电动机；23是接地开关；24是充放电保护电阻；11是测量试品两端电压的分压器；12是试品(电容器单元C)。按照GB/T 20993-2007中2.6规定的进行极性反转试验时，首先，断开接地开关23；合上接触器1；调压器2升压，通过分压器11测量试品(电容器单元C)12上的直流电压，达到1.1 U_d，点35为参考电位0，点33为直流电压的测量点，此时，直流电压为正极性；保持2h后，进行极性反转，操作的顺序是：断开接触器1；合上接地开关23；试品(电容器单元C)12通过充放电保护电阻24放电；电动机15拖动硅堆14旋转180度，充电切换为负极性；然后依次断开接地开关23，合上接触器1，调压器2升压，通过分压器11测量试品(电容器单元C)12上的直流电压，达到负极性1.1 U_d，在整个反转极性的过程中，只要保证时间在2min内，均可满足GB/T 20993-2007的要求。

随着直流输电工程的大量建设和运行，出于直流输电系统安全运行的要求，对直流滤波电容器型式试验提出了更高的要求，国标GB/T 20993再次修订，制订了新的标准GB/T 20993-2012《高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器》，新标准5.16极性反转试验(型式试验)规定：“该试验仅用于直流滤波器C₁的电容器单元。电容器单元应能承受1.1倍的最大直流持续电压(U_d)并保持2h，然后在10ms内改变电压极性并保持相同的幅值，同样再保持2h，之后再进行一次电压极性反转并保持2h。电容器应能承受3个循环电压极性反转。”

按照国标GB/T 20993-2012《高压直流输电系统用直流滤波电容器及中性母线冲击电容器》的要求，极性反转试验需要在10ms内改变电压极性，采用图1中的试验方法，由于机械旋转动作时间慢，其充电电源的极性切换需用时数十秒，对电容器电压极性反转后幅值持续不变产生不利影响，急需一种新的途径来满足标准GB/T 20993-2012对极性反转试验的要求。

发明内容