一种高压不控整流换流阀工频电压试验系统的制作方法

1.本实用新型属于整流装置工频高电压试验技术领域，涉及一种高压不控整流换流阀工频电压试验系统。


背景技术：

2.高压直流电源是由交流市电或更高电压的三相电输入，数千伏以上或数万伏以上直流电压输出的电源，输出功率数百瓦至数千瓦，一般可稳压或稳流。主要用于化肥、焦化、城市煤气、冶金、建材、碳素及陶瓷等行业的气体净化，用以回收煤气及焦炉气中的焦油，同时去除其中的粉尘及水雾等杂质，达到物料回收和气体净化双重效果，对保证工艺流程中后工段设备的正常稳定运行也起着至关重要的作用。随着整流技术的不断发展，更高电压等级及容量等级的功率器件得到广泛应用，高压直流电源已越来越广泛的应用于工业、医学、核物理以及检测等领域。高压直流电源的工作原理是将交流市电或三相电由工频高压变压器2升压变成交流高压电，然后通过各类整流电路(如6脉动整流电路或12脉动整流电路)整流，再通过电容、电感滤波得到近似平滑的直流高压电输出。
3.目前，一般用于高压整流装置的功率器件有二极管、半控型器件(如晶闸管等)以及全控型器件(如igbt和igct等)三类，在不同领域均已成熟应用，其中，二极管凭借其成本低、工艺成熟、故障率低等特点，在核物理及检测等领域应用广泛。由二极管构成的高压整流装置的基本单元是高压不控整流换流阀，由多级二极管串联构成，是整流电路中的最小单元也是最核心的设备，其稳定、可靠运行对于高压直流电源至关重要。
4.为验证高压不控整流换流阀的安全性能，在阀组件的出厂试验中，要求进行绝缘性能试验，一般由高电压、小电流的电压发生装置作为试验电源为其施加试验电压，因二极管的单向导通性及导通压降很低(一般为10v以内)，且导通阻抗几乎为零的特点，未不使换流阀导通，一般采用直流电压发生器将高压施加在高压不控整流换流阀的阴极，将高压不控整流换流阀的阳极接地，以此开展换流阀绝缘耐受试验，但实际运行中，高压不控整流换流阀承受工频电压，使用直流电压等效测试的方法无法模拟真实工况。但是，若使用工频高压进行耐压试验，高压不控整流换流阀则会在正半周或负半周导通，在高电压下导通电流也会很大，进而导致交流试验电源过流保护，无法正常进行试验。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高压不控整流换流阀工频电压试验系统。
6.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
7.一种高压不控整流换流阀工频电压试验系统，包括可调式交流电源、总电压测量装置以及二极管级间电压测量装置；可调式交流电源输出侧的第一端用于连接第一待测高压不控整流换流阀的阳极，第二端接地且用于连接第一待测高压不控整流换流阀的阴极；总电压测量装置与第一待测高压不控整流换流阀的阳极连接，用于测量可调式交流电源输
出的总电压，二极管级间电压测量装置与第一待测高压不控整流换流阀和第二待测高压不控整流换流阀内各二极管均连接，用于测量所述各二极管的级间电压；使用状态时，第一待测高压不控整流换流阀的阴极连接第二待测高压不控整流换流阀的阴极，第二待测高压不控整流换流阀的阳极接地。
8.可选的，所述可调式交流电源包括调压器和变压器；调压器一端用于连接交流电源，另一端连接变压器一次侧；变压器二次侧的第一端用于连接第一待测高压不控整流换流阀的阳极，第二端接地且用于连接第一待测高压不控整流换流阀的阴极。
9.可选的，所述可调式交流电源包括交流开关，交流开关与调压器用于连接交流电源的一端连接，且使用状态时，调压器通过交流开关连接交流电源。
10.可选的，所述调压器为380v/650v调压器。
11.可选的，所述变压器为500v：100000v升压变压器。
12.可选的，所述总电压测量装置包括分压器和电压表；分压器的高压侧与第一待测高压不控整流换流阀的阳极相接，分压器的低压侧接电压表。
13.可选的，所述分压器为阻容式分压器。
14.可选的，所述二极管级间电压测量装置包括若干差分式工频电压表；差分式工频电压表的两端分别连接第一待测高压不控整流换流阀或第二待测高压不控整流换流阀内二极管的两端。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型高压不控整流换流阀工频电压试验系统，可开展工频电压下的高压不控整流换流阀的绝缘性能试验，试验结果更符合实际工况，为高压不控整流换流阀的安全稳定可靠运行提供更好保障。同时，通过两台高压不控整流换流阀的共阴极连接方式，施加两次电压便可完成两台高压不控整流换流阀的绝缘试验，其回路接线便捷，试验效率高，并且已成功应用于多个工程的高压不控整流换流阀的绝缘性能试验，并取得了较好的应用效果。
附图说明
17.图1为本实用新型的高压不控整流换流阀工频电压试验系统电路拓扑图；
18.图2为本实用新型的高压不控整流换流阀工频电压试验系统工频正半周时的等效电路拓扑图；
19.图3为本实用新型的高压不控整流换流阀工频电压试验系统工频负半周时的等效电路拓扑图。
20.其中：1-调压器；2-变压器；3-第一待测高压不控整流换流阀；4-第二待测高压不控整流换流阀。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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
当属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明的是，本实用新型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，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。
23.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
24.参见图1至3，本实用新型一实施例中，提供一种高压不控整流换流阀工频电压试验系统，包括可调式交流电源、总电压测量装置以及二极管级间电压测量装置；可调式交流电源输出侧的第一端用于连接第一待测高压不控整流换流阀3的阳极，第二端接地且用于连接第一待测高压不控整流换流阀3的阴极；总电压测量装置与第一待测高压不控整流换流阀3的阳极连接，用于测量可调式交流电源输出的总电压，二极管级间电压测量装置与第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4内各二极管均连接，用于测量所述各二极管的级间电压。使用状态时，第一待测高压不控整流换流阀3的阴极连接第二待测高压不控整流换流阀4的阴极，第二待测高压不控整流换流阀4的阳极接地。
25.可选的，总电压测量装置为阻容式分压器，其高压侧与交流电源输出侧的第一端即待测高压不控整流换流阀3的阳极相接，低压输出侧接电压表，保护地端与系统接地可靠连接；二极管级间电压测量装置为差分式测量，每一级有一块电压表和两根测量线，测量线分别接于二极管的阳极和阴极。
26.在一种可能的实施方式中，所述可调式交流电源包括调压器1和变压器2；调压器1一端用于连接交流电源，另一端连接变压器2一次侧；变压器2二次侧的第一端用于连接第一待测高压不控整流换流阀3的阳极，第二端接地且用于连接第一待测高压不控整流换流阀3的阴极。
27.可选的，所述可调式交流电源包括交流开关，交流开关与调压器1用于连接交流电源的一端连接，且使用状态时，调压器1通过交流开关连接交流电源。
28.在一种可能的实施方式中，所述总电压测量装置包括分压器和电压表，分压器的高压侧与第一待测高压不控整流换流阀3的阳极相接，分压器的低压侧接电压表。其中，所述分压器可以为阻容式分压器。
29.在一种可能的实施方式中，所述二极管级间电压测量装置包括若干差分式工频电压表；差分式工频电压表的两端分别连接第一待测高压不控整流换流阀3或第二待测高压不控整流换流阀4内二极管的两端。
30.具体的，二极管级间电压测量装置采用差分式测量，每一级有一块电压表和两根测量线，测量线分别接于二极管的阳极和阴极。
31.在一种可能的实施方式中，所述高压不控整流换流阀工频电压试验系统包括可调式交流电源、总电压测量装置以及二极管级间电压测量装置。
32.其中，所述可调式交流电源由交流开关、调压器1以及变压器2构成，调压器1为380v/650v调压器，变压器2为500v：100000v升压变压器。
33.其中，所述变压器2二次侧a端连接第一待测高压不控整流换流阀3一端，变压器2二次侧x端接地并连接第一待测高压不控整流换流阀3另一端，为高压不控整流换流阀试验提供电源条件。
34.所述第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4结构相同，均由多个二极管、散热器及并联阻容构成，多个二极管串联提高换流阀耐受电压，每个二极管由相邻的两只散热器压接串联，并联阻容并联于每个二极管两端，平均分配阀组件总电压至每一级二极管两端。
35.所述第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4共阴极连接，第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4整体作为被试品，第一待测高压不控整流换流阀3的阳极连接变压器2二次侧高压端，第二待测高压不控整流换流阀4的阳极连接变压器2二次侧接地端，第一待测高压不控整流换流阀3用于阻断工频负半周电压施加时伴随的回路大电流，第二待测高压不控整流换流阀4用于阻断工频正半周电压施加时伴随的回路大电流。
36.所述总电压测量装置由阻容式分压器和电压表构成，用于测量变压器2二次侧输出的总电压；所述二极管极间电压测量装置由多个差分式工频电压表构成，用于测量各二极管级间电压。
37.本实用新型高压不控整流换流阀工频电压试验系统的工作原理以及具体工作过程如下：
38.首先进行工频耐压试验时，第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4连接整体作为试品，第一待测高压不控整流换流阀3的阳极接高压，第二待测高压不控整流换流阀4的阳极接地，使用总电压测量装置监测可调式交流电源升压至目标值，工频正半周电压施加在第二待测高压不控整流换流阀4，工频负半周电压施加在第一待测高压不控整流换流阀3，使用二极管极间电压测量装置测量第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4内各二极管的管级电压。
39.其次将第二待测高压不控整流换流阀4的阳极接高压，第一待测高压不控整流换流阀3的阳极接地，使用总电压测量装置监测可调式交流电源升压至目标值，工频正半周电压施加在第一待测高压不控整流换流阀3，工频负半周电压施加在第二待测高压不控整流换流阀4，使用二极管极间电压测量装置测量第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4内各二极管的管级电压。
40.最终通过两次施加电压，完成第一待测高压不控整流换流阀3和第二待测高压不控整流换流阀4整体的工频耐压试验和各二极管级间均压性能测试。
41.如背景技术中所描述的，针对高压不控整流换流阀的出厂试验，目前通常原先采用直流电压发生器，将高压施加在高压不控整流换流阀的阴极，并将高压不控整流换流阀的阳极接地的方式，来开展高压不控整流换流阀的绝缘耐受试验。但申请人发现，在实际运行中，高压不控整流换流阀需要承受工频电压，因此使用直流电压等效测试的方法无法模拟高压不控整流换流阀的真实工况。
42.相较于此，本实用新型高压不控整流换流阀工频电压试验系统，可开展工频电压下的高压不控整流换流阀的绝缘性能试验，试验结果更符合实际工况，为高压不控整流换流阀的安全稳定可靠运行提供更好保障。同时，通过两台高压不控整流换流阀的共阴极连
接方式，施加两次电压便可完成两台高压不控整流换流阀的绝缘试验，其回路接线便捷，试验效率高，并且已成功应用于多个工程的高压不控整流换流阀的绝缘性能试验，并取得了较好的应用效果。
43.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。