[发明专利]一种桥臂电抗器交直流叠加温升试验拓扑与装置

说明书

本发明涉及一种桥臂电抗器交直流叠加温升试验拓扑与装置，包括交直流叠加电源、桥臂电抗器以及NTC热敏电阻测温系统。交直流叠加电源主要由交流电源、直流电源及电流耦合单元组成，用于输出交直流叠加电流进行桥臂电抗器温升试验。NTC热敏电阻测温系统由NTC热敏电阻、放大器、A/D转换电路及单片机等部分组成，用于测量温升试验中桥臂电抗器各包封温度。相较于现有的桥臂电抗器温升试验装置，本装置可模拟桥臂电抗器交直流叠加运行的实际工况进行温升试验，具有良好的温度测量精度与稳定性，对检验设备制造水与考核关键设备质量具有一定意义。

技术领域

本发明属于桥臂电抗器工况绝缘温升考核领域，具体是一种桥臂电抗器交直流叠加温升试验拓扑与装置。

背景技术

柔直工程中所用桥臂电抗器串接在换流器的每条支路中，其本质上是一种交直流复合电抗器。桥臂电抗器电压等级更高，容量更大，额定直流电流和一次谐波电流更大，端对地绝缘水平比以往工程中传统直流电抗器要求更高，不仅如此，目前尚无特高压柔性直流桥臂电抗器的运维工作经验，桥臂电抗器在运行过程中会不同程度地出现局部过热，再发展成匝间短路、烧损，甚至起火的问题，会使其绝缘材料逐渐失去原有的机械性能和绝缘性能，从而大大缩短电抗器的使用寿命，造成电网不稳定。桥臂电抗器包封内部匝间绝缘的最高温升是衡量桥臂电抗器热稳定的重要技术指标。

对于桥臂电抗器温升试验，国内外的研究一般分别在单独直流电流、交流电流下进行，或根据损耗等效的方法求等效电流进行试验。武汉大学姜志鹏等人研究了直流电流下桥臂电抗器温升分布，华北电力大学肖彩霞等人施加与实际损耗等效的等效直流电流进行温升试验；水利部、电力工业部机电研究所的叶占刚设计了一种桥臂电抗器交流温升试验方法，中国能建集团装备有限公司孟波等人根据损耗等效的方法求得等效工频电流进行温升试验。桥臂电抗器满足交直流复合条件下的温升特性研究方面存在一定的欠缺，为此有必要开展交直流叠加运行工况下的温升试验装置的研制。

对于测温系统，带电监测、在线监测和停电监测是目前三类常用电抗器温升试验的测量方法，带电监测包括噪声波监测、红外热像监测和磁感应强度监测，他们的准确性较好，但对设备和人力要求严格，很难实现实时检测，局限性较大。光纤温度监测、变色贴片测温技术和红外线温度监测是三种常用的在线监测方法。红外线温度监测技术无法对电抗器内部温度进行测量，因此逐渐被淘汰；光纤测温技术具有抗电磁干扰、无源监测、耐受高温、分辨率高等优点，但是工程应用的成本较高、传感器现场安装以及后期维护困难。接地测试、包封绝缘状态检测、电压耐受试验是最常用的三种断电监测方法，但绝大多数情况下他们的监测参数仅在故障发生后才有明显变化，在早期变化不明显。NTC热敏电阻是一种电阻式传感器，具有电阻温度系数大、型小体轻、热惯性小、稳定可靠、价格便宜、结构简单等特点，因此适用于桥臂电抗器温升试验的温度测量。

本发明的有益效果为：通过对所述桥臂电抗器交直流叠加温升试验拓扑与装置的综合分析，发现本拓扑设计与实验装置一方面可以施加交直流叠加电流进行桥臂电抗器温升试验，模拟的试验条件更贴近桥臂变压器实际工况；另一方面可以精确、稳定地测量桥臂电抗器内部温度，可以更加真实地考核设备质量。

发明内容

鉴于现有技术中的上述问题与缺陷，本发明的目的是提供一种桥臂电抗器交直流叠加温升试验拓扑与装置，本装置模拟的试验条件更贴近桥臂电抗器交直流叠加的实际工况，具有良好的温度测量精度与稳定性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种桥臂电抗器交直流叠加温升试验拓扑与装置，其特征在于所述装置由交直流叠加电源、桥臂电抗器以及NTC热敏电阻测温系统组成，其中：