用于对高压技术仪器进行测试的测试系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种如在独立权利要求1的前序部分中限定的用于高压技术仪器的测试系统、尤其是用于并联电抗器的测试系统。本发明还涉及一种按照并列的权利要求5的可利用所述测试系统实施的用于对高压技术仪器进行测试的方法。按照本发明的测试系统的一般构思在于，在测试变压器的次级侧上这样设置连续可调节的电感以及以离散步幅可调节的电容，即，这些构件与作为电感构成的测试对象一起形成串联谐振电路。在可利用按照本发明的测试系统实施的方法中，通过电容器组的离散可调节的电容进行测试系统的粗调，其方式为：当借助测量装置测量到测试系统中的电容不足时，通过重复过程接通电容器组的个别电容，或者当借助测量装置测量到电容过量时，切断个别电容，直到达到提前确定的、电容过量的阈值；从而接着借助连续可调节的电感这样进行测试系统的精调，即，这些构件与作为电感构成的测试对象一起形成谐振点可调谐的串联谐振电路。
【专利说明】用于对高压技术仪器进行测试的测试系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种如在独立权利要求1的前序部分中限定的用于高压技术仪器的测试系统，尤其是用于并联电抗器的测试系统。本发明还涉及一种按照并列的权利要求5的可利用所述测试系统实施的用于对高压技术仪器进行测试的方法。
【背景技术】
[0002]亦或作为补偿扼流线圈已知的并联电抗器对于本领域技术人员而言是现有技术中足够常见的并且在此重点在于在中压和高压电网中用于改善能量传输系统的稳定性和经济性。所述并联电抗器主要具有包括至少一个绕组的线圈和在所述线圈的线匝之间可移动的用于控制电感的铁芯。这些能源技术仪器尤其是在弱加载的或空载的输电网中补偿传输线路的电容性的无功功率。并联电抗器在负载突然下降或输电网空载的情况下降低电网频率的超电压。在用于高压技术仪器的测试系统中，补偿扼流线圈构成要测试的电感。
[0003]所述高压测试检查:所述补偿扼流线圈是否在质量方面被正确地制造。在此所谓的冲击电压测试原则上满足如下目的，即，借助人为产生的脉冲式冲击模拟三相电网中的瞬时超电压。利用交流电压的测试构成明显更为广泛的部分。测试对象在此被交流电压加载。以这种方式可以例如检查补偿扼流线圈的线性、其振动和噪声特性或温度系数。其他重要的组成部分是损耗功率测量和利用部分放电测量的感应电压测试。最后提到的测试提供关于补偿扼流线圈的高压绝缘质量的决定性报告。这些参数的要求、电压形式以及测定在 ICE 60060-1、IEC60076-3 和 IEC 60076-6 中定义。
[0004]图1示出由现有技术已知的、例如构成有效独立权利要求的前序部分的、用于并联电抗器的测试系统。该测试系统尤其是适用于对并联电抗器进行测试并且具有由供给源供电的电动发电机组(Motor-Generatorsatz)。该电动发电机组在测试系统内具有适配和调节该测试系统的频率和电压的任务。备选于所述电动发电机组也可以设置变频器，该变频器的输入端与能量源、例如电网连接。所述电动发电机组或备选的变频器的输出端在此与测试变压器的初级侧连接。补偿单元(在这里即可变电容)中间连接到电动发电机组或变频器的输出端之间的连接线路中。实际的测试对象、即在其等效电路图中构成电感的并联电抗器连接到测试变压器的次级侧上。为了将测试对象上的电压减小到可测量的值，在测试对象与测试变压器的次级侧之间设置分压器，所述分压器与未示出的评估单元处于连接。由现有技术已知的用于并联电抗器的测试系统的所有这些构件对于有关的本领域技术人员而言数十年来是已知的并且例如在 申请人:那里作为用于高压技术仪器的测试系统可获得。
[0005]为了可以对具有非常大(例如IlOMVA或以上)的功率的并联电抗器进行测试，在由现有技术已知的测试系统中需要提供具有刚好这样大的电特征参数的测试变压器，这是因为测试变压器必须设计用于最大测试电压。与能量源一起用于为测试变压器供电的电动发电机组同样必须设计用于最大测试电压。所述测试系统的成本基本上由测试变压器的电参数选择而确定。这样设计的具有最高达IlOMVA的电功率的测试变压器在此要花费数百万欧元并且此外由于其质量而无法由起重机移动。
【发明内容】
[0006]因此本发明的任务是，提供一种用于高压技术仪器的测试系统，其中测试变压器在其电特征参数方面不再必须设计用于要在测试对象上施加的最大测试电压。此外本发明的任务是，给出一种可利用所述测试系统实施的方法。
[0007]该任务通过具有权利要求1的特征的用于高压技术仪器、尤其是并联电抗器的测试系统以及通过具有并列的权利要求5的特征的方法解决。
[0008]按照本发明的测试系统的一般构思在于，在测试变压器的次级侧上这样设置连续可调节的电感以及以离散步幅可调节的电容，即，这些构件与作为电感构成的测试对象一起形成谐振点可调谐的串联谐振电路。该测试系统的主要构件在此是实际的测试对象(即形成电感的并联电抗器)以及构成电容的电容器组。这两个构件以及可调节的(例如可以作为可调式扼流圈构成的)电感按照本发明的实质在它们彼此的相互作用中形成由能量源和电动发电机组供电的串联谐振电路。为了将所述测试系统调谐到谐振点上，电容器组的以离散步幅可调节的电容、作为电感构成的测试对象以及可调式扼流圈的以连续步幅可调节的电感必须彼此调谐，这按照接着描述的按照本发明的方法步骤实现。借此，至今在其电特征参数方面与测试对象适配的测试变压器可以显著较小和较低成本地构造。对于110MVA的并联电抗器，按照本发明的实质，具有仅多于4MVA的功率的测试变压器就足够了。由此不仅测试变压器可以用于较小的功率，而且用于为测试系统供电的电动发电机组(其目前为止必须提供全部外加给所述测试系统的功率)可以与按照本发明改变的参数范围(Rahmenparameter)适配。用于测试系统的总成本借此相比于现有技术显著减少。
[0009]为了可以提出可利用按照本发明的测试系统实施的方法，还必须解决如下的技术问题:测试对象的电特征参数、尤其是其电感在此不可改变并且在测试系统内形成常数。同时，在测试对象的电特征参数方面考虑因制造引起的最高达5%的理论值偏差，从而不可以轻易地预测和借此预调节测试系统的参数范围。测试系统的变频器可以在此产生最高达200Hz的可变频率，其中对于测试两个频率是重要的:
[0010]-在120至200Hz的频率下的感应电压测试
[0011]-在电网频率、即50或60Hz下的损耗功率测量。
[0012]在感应电压测试中，可以通过适配可由变频器调节的测试频率附加地精调按照本发明的测试系统的谐振电路，这是因为测试频率如以上提到的那样应当在规定的带宽中自由选择。然而在损耗功率测量中通过有关的IEC预定固定的测试频率。在这里需要在电容和电感之间进行准确地调谐。由于电容器组的电容如同样如以上提到的那样仅可以以离散步幅、即不连续地调节，因此按照本发明设置用于精调测试电路的附加的可调式扼流圈。这是因为，所述可调式扼流圈的电感在规定的范围中反向连续可调节。然而该连续可调节的范围相对较小并且不补偿测试对象的电特征参数的最高达5%的因制造引起的公差。
[0013]因此提出一种可利用按照本发明的测试系统实施的方法，在该方法中通过电容器组的离散可调节的电容进行测试系统的粗调，其方式为，当借助测量装置测量到测试系统中的电容不足时，通过重复过程接通电容器组的个别电容，或者当借助测量装置测量到电容过量时，切断个别电容，直到达到提前确定的、电容过量的阈值，从而接着借助连续可调节的电感这样进行测试系统的精调，即，这些构件与作为电感构成的测试对象一起形成谐振点可调谐的串联谐振电路。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]接着要示例性地借助附图更详细地解释本发明。示出:
[0015]图1由现有技术已知的如在说明书引言中论述的用于高压技术仪器的测试系统；
[0016]图2按照本发明的用于高压技术仪器的测试系统。
【具体实施方式】
[0017]图2示出按照本发明的用于高压技术仪器的测试系统，所述高压技术仪器尤其是在其等效电路图中构成电感。所述测试系统具有用于供电的能量源8，其中，能量源8例如可以通过本来存在的电网形成。能量源8在图2中与变频器9的输入端连接，所述变频器可以作为市场流通的变频器构成。代替与变频器9相互作用的馈电电流侧的能量供应部，按照本发明的测试系统备选地也可以利用电动发电机组10运行。电动发电机组10在测试系统内具有适配和调节测试系统的频率和电压的任务。因此电动发电机组10构成对本领域技术人员已知的变频器9的等同方案。变频器9或电动发电机组10的输出端在此与测试变压器11的初级侧11.1连接。测试变压器11的电输入参数按照实施方式对于损耗功率测试而言为5kV-20kV、50Hz或对于感应电压测试而言为200Hz。电动发电机组10的实施方式遵循能量供应的本地给定条件，这导致变型多样性。测试场经常由工业能量供应网络(三相交流电压、50Hz、10kV-20kV)提供。在该情况中，马达作为电机、优选作为同步电机实施。如果没有大功率的电能供应网络存在，则可以在这里使用柴油机以便由其代替所述能量源。该马达与发电机安装在共同的轴上。动能在发电机中转变为电能并且供应给测试变压器11。所述发电机在最经常的情况中是同步电机。准确的实施形式、即凸极或隐极转子电机、极对数取决于所连接的轴的转数并且因此取决于马达的实施方式。
[0018]测试对象12、即在其等效电路图中构成电感的并联电抗器连接到测试变压器11的次级侧11.2上。不同于在图1中示出的现有技术，按照本发明的测试系统在测试变压器11的次级侧11.2上具有连续可调节的电感13以及以离散步幅可调节的电容14，这两者作为串联电路这样集成到测试系统中，即，利用这些构件与作为电感构成的测试对象12 —起可形成串联谐振电路。
[0019]为了将测试对象12上的电压减小到可测量的值，在测试对象12和测试变压器11的次级侧11.2之间设置分压器15，所述分压器与未示出的评估单元处于连接中。
[0020]在可利用按照本发明的测试系统实施的方法中，通过电容器组的离散可调节的电容14进行测试系统的粗调，其方式为，当借助测量装置测量到测试系统中的电容不足时，通过重复过程接通电容器组的个别电容14，或者当借助测量装置测量到电容过量时，切断个别电容，直到达到提前确定的、电容过量的阈值，从而接着借助连续可调节的电感13这样进行测试系统的精调，即，这些构件与作为电感构成的测试对象12 —起形成谐振点可调谐的串联谐振电路。
[0021]附图标记列表
[0022]I 电动发电机组
[0023]2能量源
[0024]3变频器
[0025]4测试变压器
[0026]4.1初级侧
[0027]4.2次级侧
[0028]5可变电容
[0029]6测试对象(电感)
[0030]7分压器
[0031]8能量源
[0032]9变频器
[0033]10电动发电机组
[0034]11测试变压器
[0035]11.1初级侧
[0036]11.2次级侧
[0037]12测试对象
[0038]13可调节的电感
[0039]14可调节的电容
[0040]15分压器
【权利要求】
1.一种用于高压技术仪器的测试系统，具有用于为该测试系统供电的能量源(8);与能量源(8)处于电连接的电动发电机组(10)，用于适配和调节该测试系统内的频率和电压；测试变压器(11)，该测试变压器以其初级侧(11.D与电动发电机组(10)电连接，而该测试变压器的次级侧(11.2)与实际的测试对象(12)电连接， 其特征在于，在测试变压器(11)的次级侧(11.2)上设置连续可调节的电感以及以离散步幅可调节的电容，从而所述连续可调节的电感以及所述以离散步幅可调节的电容与测试对象(12) —起形成谐振点可调谐的串联谐振电路。
2.按照权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述连续可调节的电感是可调式扼流圈。
3.按照权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述以离散步幅可调节的电容是电容器组。
4.按照权利要求1至3之一所述的测试系统，其特征在于，在测试变压器(11)的次级侧(11.2)和测试对象(12)之间设置分压器。
5.一种用于对高压技术仪器进行测试的方法，设有用于为测试系统供电的能量源(8);与能量源(8)处于电连接的电动发电机组(10)，用于适配和调节测试系统内的频率和电压；测试变压器(11)，该测试变压器以其初级侧(11.D与电动发电机组(10)电连接，而该测试变压器的次级侧(11.2)与实际的测试对象(12)电连接，并且该测试变压器(11)将电动发电机组(10)的电能转换为测试电压， 其特征在于， 通过所述以离散步幅可调节的电容(14)进行测试系统的粗调，其方式为，当借助测量装置测量到测试系统中的电容不足时，通过重复过程接通个别电容，或者当借助测量装置测量到电容过量时，切断个别电容，直到达到提前确定的、电容过量的阈值； 接着借助所述连续可调节的电感(13)这样进行测试系统的精调，即，所述以离散步幅可调节的电容(14)和所述连续可调节的电感(13)与作为电感构成的测试对象(12) —起形成谐振点可调谐的串联谐振电路。
【文档编号】G01R31/00GK104136931SQ201380010940
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年1月15日 优先权日:2012年2月27日
【发明者】M·西诺, U·史蒂芬, G·西伯特, R·贝格曼, A·蒂德 申请人:赖茵豪森机械制造公司