测试设备的制作方法

文档序号:14685498发布日期:2018-06-13 00:07
测试设备的制作方法

本发明涉及测试领域,具体而言,涉及一种测试设备。



背景技术:

直流耐压试验常常不能有效地检测出交联电缆缺陷,有时甚至还会引起正常绝缘的击穿。而变频谐振耐压测试设备往往不能满足工程项目的电压和容量需求。

针对相关技术中测试设备不能满足工程项目耐压测试的电压和容量需求的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供一种测试设备,以解决现有技术中测试设备不能满足工程项目耐压测试的电压和容量需求的问题。

为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种测试设备,其特征在于,包括:第一电抗器、第二电抗器、……、第N电抗器、第N+1电抗器、……、第2N电抗器,其中,所述第一电抗器至所述第N电抗器串联连接,构成第一支路,所述第N+1电抗器至所述第2N电抗器串联连接,构成第二支路,所述第一支路与所述第二支路并联连接,N为自然数。

进一步地,N为2,所述第一电抗器与所述第二电抗器串联连接,构成所述第一支路,第三电抗器与第四电抗器串联连接,构成所述第二支路。

进一步地,所述第二电抗器和所述第四电抗器设置在绝缘支柱上。

进一步地,所述测试设备还包括:第一励磁变压器和第二励磁变压器,其中,所述第一电抗器与所述第一励磁变压器串联,所述第三电抗器与所述第二励磁变压器串联。

进一步地,所述测试设备还包括:第一变频电源和第二变频电源,其中,所述第一变频电源与所述第一励磁变压器串联,所述第二变频电源与所述第二励磁变压器串联。

进一步地,所述第一电抗器、所述第二电抗器、所述第三电抗器、所述第四电抗器的绝缘耐受电压相同。

进一步地,所述第一电抗器、所述第二电抗器、所述第三电抗器、所述第四电抗器的绝缘耐受电压均为260KV。

进一步地,所述第一变频电源与所述第二变频电源之间采用光纤通信。

进一步地,所述第一变频电源为控制主机,所述第二变频电源为从机,所述控制主机与所述从机之间通过通讯总线进行通信。

进一步地,所述测试设备还包括:分压器,所述分压器与所述第二电抗器串联,并且,所述分压器与所述第四电抗器串联。

在本申请实施例中,使用了多台电抗器串联来升高电压,同时再将串联的多台电抗器并联以满足容量要求,解决现有技术中测试设备不能满足工程项目耐压测试的电压和容量需求的技术问题,达到了满足工程项目耐压测试的电压和容量需求的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1是根据本发明实施例的测试设备的示意图;

图2是根据本发明实施例的变频谐振设备串并联示意图;

图3是根据本发明实施例的串联试验设备原理示意图;

图4是根据本发明实施例的串联设备示意图;

图5是根据本发明实施例的并联试验设备原理示意图;

图6是根据本发明实施例的并联设备示意图;

图7是根据本发明实施例的并联试验设备布置示意图;

图8是根据本发明实施例的系统串并联时同步控制原理示意图。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例提供了一种测试设备。如图1所示,该测试设备包括:第一电抗器、第二电抗器、……、第N电抗器、第N+1电抗器、……、第2N电抗器,其中,第一电抗器至第N电抗器串联连接,构成第一支路,第N+1电抗器至第2N电抗器串联连接,构成第二支路,第一支路与第二支路并联连接,N为自然数。

在本申请实施例中,使用了多台电抗器串联来升高电压,同时再将串联的多台电抗器并联以满足容量要求,解决现有技术中测试设备不能满足工程项目耐压测试的电压和容量需求的技术问题,达到了满足工程项目耐压测试的电压和容量需求的技术效果。

可选地,N为2,第一电抗器与第二电抗器串联连接,构成第一支路,第三电抗器与第四电抗器串联连接,构成第二支路。

可选地,测试设备还包括:第一励磁变压器和第二励磁变压器,其中,第一电抗器与第一励磁变压器串联,第三电抗器与第二励磁变压器串联。测试设备还包括:第一变频电源和第二变频电源,其中,第一变频电源与第一励磁变压器串联,第二变频电源与第二励磁变压器串联。第一电抗器、第二电抗器、第三电抗器、第四电抗器的绝缘耐受电压相同,均为260KV。测试设备还包括:分压器,分压器与第二电抗器串联,并且,分压器与第四电抗器串联。

直流耐压试验常不能有效地检测出交联电缆缺陷,有时甚至还会引起正常绝缘的击穿,同时0.1Hz超低频耐压对检测交联电缆主绝缘及附件绝缘缺陷的效果仍较差。交联电缆对地电容很大,因此在现场采用50Hz工频进行交流耐压试验的条件难以具备,而是采用变频谐振的方式,降低频率,进而降低系统容量,实现用小功率低压电源对大容量超高压电缆进行交流耐压试验的目的。交流变频谐振耐压试验具有设备质量较轻、供电容量需求较小、场地占用面积小、移动灵活、操作方便、与工频耐压试验发现电缆线路施工安装缺陷的能力基本等效等优点,是目前高压及超高压交联电缆线路竣工耐压试验的首选试验方法。

在谐振状态,用较低的电源电压就可以在电容负载上产生很高的耐受电压,实现了用小功率低压电源对大容量超高压电缆进行交流耐压试验的目的。

多台变频谐振耐压试验系统串并联原理

目前,已有的单套试验设备的容量均不能够满足工程项目的电压和容量需求。根据串、并联的基本物理规律,串联阻抗可以提高试验系统的阻抗值,进而提高谐振线路感抗、容抗的电压,并联电抗器可以提高试验系统的试验电流,若采用串并联,通过一定组合,提高试验系统的阻抗值,同时也提高系统的试验电流,进而提高试验系统的检测能力,满足500kV电缆变频谐振试验的基本要求。根据核算,长距离、大截面500kV电缆耐压时须用多台电抗器串联以升高电压,同时采用并联的方式来补偿电缆的容性电流。系统串联后获得较高输出电压,然后再将串联后的系统进行并联,以获得更大的输出容量,可以解决500kV长电缆的耐压试验。系统原理图如图2所示。系统串并后的电感值按各台电抗器的电压串并公式计算。励磁变串联后的变比为每台变比相乘;并联后,变比值不变。

海淀500kV电缆线路基本参数

海淀500kV线路为架空线与电缆混合线路,其中电缆部分2回6相,起于500kV终端站(户外终端),止于500kV海淀变电站(GIS终端),线路长度约为6.5km,中间共有22组接头(每回11组,每组3相),全线均采用隧道敷设、交叉互联接地方式,本体为单芯2500mm2铜芯交联聚乙烯绝缘电力电缆,按照电缆单位长度电容0.23μF/km计算(耐克森厂家提供参数为0.205μF/km,为严格验算设备性能,取两者参数中最大值),每相电缆的总电容量约为1.495μF,采用变频谐振试验时,初步估算为谐振试验电流约为150A。

多台变频谐振耐压试验系统串并联方法

(1)系统串联的实现

500千伏电缆耐压试验电压是1.7U0,需要在被试电缆上施加493kV的电压。

据调查了解,国内现场试验用电抗器绝缘耐受电压为260kV。当电压超过单台电抗器的额定电压时,为获得较高的电压,采用两台电抗器串联运行,如图3。

两台电抗器串联工作时,理论上每台电抗器的绝缘耐压能力均为额定电压,即260kV。若要第二级电抗器对地输出电压达到520kV,为确保不损坏电抗器,需要将第二级电抗器承受的电压限制在额定电压范围内。为此,引用电位和电位差的原理,将电抗器壳体对地电位提高至260kV,当电感线圈谐振时对地电压达到520kV时,线圈对其壳体电压就只有260kV,进而实现第二级电抗器输出电压达到520kV。提高第二级电抗器壳体电位的具体改进方法如下:

[1]将第二级电抗器安装在特制的绝缘支柱上(第二电抗器和第四电抗器设置在绝缘支柱上),实现电抗器与大地绝缘。绝缘支柱采用复合材料制造,能耐受260kV电压,且能承受20吨以上的重量。

[2]第一台电抗器的输出电位接入第二级电抗器的输入端及其壳体,第二级

电抗器的壳体电位对地电压为第一级电抗器的输出电压。

[3]提高励磁电压。电抗器需要的励磁电压也应相应提高。系统串联情况下,

对励磁变也进行串联,即励磁变压器的二次侧采用串联连接方式。同时采用两台变频器,各驱动一台励磁变压器工作,其示意图如图4所示。

两台系统串联运行时,串联后的额定电压为2倍,额定电流与单台系统一致。两台以上的系统串联时,连接方式相似,但要进一步核算励磁变压一、二次绕组间的绝缘问题,以确保系统的安全运行。

(2)系统并联的实现

当电缆长度长,超过单台系统所能提供的容量时,可以采用两台或多台系统并联运行。系统并联时,电抗器、励磁变以及变频电源均需进行并联,其原理图如图5所示。并联后的系统容量为单台容量与并联次数的几何倍数。

系统并联情况下,对励磁变也进行并联,即励磁变压器的二次侧采用并联连接方式。同时采用两台变频器,各驱动一台励磁变压器工作,其示意图如图6所示。

1套德国海沃公司WRV83/260T变频串联谐振试验系统单台电抗器额定电流为83A,不能满足试验电流的要求,需要在串联电抗器的基础上并联电抗器,实现系统输出电流达到166A,进而满足最大试验电流148.6A的容量需求。并联试验设备布置如图7所示。

系统并联时,要求并联的每台励磁变的变比一致,防止系统内部产生压差。如果并联的单台系统额定电压、额定电流不同,则并联后的额定电压、额定电流由最低额定电压和额定电流的系统所决定。

多台变频谐振耐压试验系统串并联系统

超高压交联电缆线路交流耐压试验对于变频谐振耐压设备性能要求非常高,为支撑海淀500kV电缆线路现场试验的最终实施,结合海淀500千伏电缆线路现场试验条件,综合考虑设备体积与重量、成套设备占地需求、设备技术成熟度、设备采购费用、交货周期,实现500kV线路1.7U0试验检测,针对1.7U0(进口电缆考虑1.4U0)试验,对试验设备能力进行了分析与可行性综合比对论证。

1)设备试验参数核算

对国内外设备厂家和电缆试验情况进行广泛调研,若采用目前国内进口的德国海沃公司产的WRV83/260T变频串联谐振试验系统,通过串并联方式,实现对海淀500kV电缆的交流耐压试验。1套德国海沃公司WRV83/260T变频串联谐振试验系统组成与关键参数包括:1台电抗器——额定电压260kV,额定电流83A,额定电感——16.2H,频率范围——20~300Hz;1台励磁变压器——额定输出电流83A,额定功率——220kVA,频率范围——20~300Hz以及1台变频柜。

多台系统串并联运行的同步控制

多台变频谐振系统串并联时,采用主从控制方式进行同步控制,将其中一台变频电源作为控制主机,其它变频电源为从机,通过通讯总线将主机与其它变频电源进行通信,传输测量信号和控制信号。可选地,第一变频电源为控制主机,第二变频电源为从机,控制主机与从机之间通过通讯总线进行通信。为防止外部干扰影响,不同变频电源之间采用光纤通信。可选地,第一变频电源与第二变频电源之间采用光纤通信。串并联控制原理图如图8所示。

多台系统串并联时,主控面板上显示的波形和电压值是所有变频电源的平均值,显示的输出电流是所有转换器的总和。试验时如其中某个变频电源发生故障,整个系统将自动中止。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

再多了解一些
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