用於對高壓技術儀器進行測試的測試系統和方法
2023-09-21 20:39:40
用於對高壓技術儀器進行測試的測試系統和方法
【專利摘要】本發明涉及一種如在獨立權利要求1的前序部分中限定的用於高壓技術儀器的測試系統、尤其是用於並聯電抗器的測試系統。本發明還涉及一種按照並列的權利要求5的可利用所述測試系統實施的用於對高壓技術儀器進行測試的方法。按照本發明的測試系統的一般構思在於，在測試變壓器的次級側上這樣設置連續可調節的電感以及以離散步幅可調節的電容，即，這些構件與作為電感構成的測試對象一起形成串聯諧振電路。在可利用按照本發明的測試系統實施的方法中，通過電容器組的離散可調節的電容進行測試系統的粗調，其方式為：當藉助測量裝置測量到測試系統中的電容不足時，通過重複過程接通電容器組的個別電容，或者當藉助測量裝置測量到電容過量時，切斷個別電容，直到達到提前確定的、電容過量的閾值；從而接著藉助連續可調節的電感這樣進行測試系統的精調，即，這些構件與作為電感構成的測試對象一起形成諧振點可調諧的串聯諧振電路。
【專利說明】用於對高壓技術儀器進行測試的測試系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種如在獨立權利要求1的前序部分中限定的用於高壓技術儀器的測試系統，尤其是用於並聯電抗器的測試系統。本發明還涉及一種按照並列的權利要求5的可利用所述測試系統實施的用於對高壓技術儀器進行測試的方法。
【背景技術】
[0002]亦或作為補償扼流線圈已知的並聯電抗器對於本領域技術人員而言是現有技術中足夠常見的並且在此重點在於在中壓和高壓電網中用於改善能量傳輸系統的穩定性和經濟性。所述並聯電抗器主要具有包括至少一個繞組的線圈和在所述線圈的線匝之間可移動的用於控制電感的鐵芯。這些能源技術儀器尤其是在弱加載的或空載的輸電網中補償傳輸線路的電容性的無功功率。並聯電抗器在負載突然下降或輸電網空載的情況下降低電網頻率的超電壓。在用於高壓技術儀器的測試系統中，補償扼流線圈構成要測試的電感。
[0003]所述高壓測試檢查:所述補償扼流線圈是否在質量方面被正確地製造。在此所謂的衝擊電壓測試原則上滿足如下目的，即，藉助人為產生的脈衝式衝擊模擬三相電網中的瞬時超電壓。利用交流電壓的測試構成明顯更為廣泛的部分。測試對象在此被交流電壓加載。以這種方式可以例如檢查補償扼流線圈的線性、其振動和噪聲特性或溫度係數。其他重要的組成部分是損耗功率測量和利用部分放電測量的感應電壓測試。最後提到的測試提供關於補償扼流線圈的高壓絕緣質量的決定性報告。這些參數的要求、電壓形式以及測定在 ICE 60060-1、IEC60076-3 和 IEC 60076-6 中定義。
[0004]圖1示出由現有技術已知的、例如構成有效獨立權利要求的前序部分的、用於並聯電抗器的測試系統。該測試系統尤其是適用於對並聯電抗器進行測試並且具有由供給源供電的電動發電機組(Motor-Generatorsatz)。該電動發電機組在測試系統內具有適配和調節該測試系統的頻率和電壓的任務。備選於所述電動發電機組也可以設置變頻器，該變頻器的輸入端與能量源、例如電網連接。所述電動發電機組或備選的變頻器的輸出端在此與測試變壓器的初級側連接。補償單元(在這裡即可變電容)中間連接到電動發電機組或變頻器的輸出端之間的連接線路中。實際的測試對象、即在其等效電路圖中構成電感的並聯電抗器連接到測試變壓器的次級側上。為了將測試對象上的電壓減小到可測量的值，在測試對象與測試變壓器的次級側之間設置分壓器，所述分壓器與未示出的評估單元處於連接。由現有技術已知的用於並聯電抗器的測試系統的所有這些構件對於有關的本領域技術人員而言數十年來是已知的並且例如在 申請人:那裡作為用於高壓技術儀器的測試系統可獲得。
[0005]為了可以對具有非常大(例如IlOMVA或以上)的功率的並聯電抗器進行測試，在由現有技術已知的測試系統中需要提供具有剛好這樣大的電特徵參數的測試變壓器，這是因為測試變壓器必須設計用於最大測試電壓。與能量源一起用於為測試變壓器供電的電動發電機組同樣必須設計用於最大測試電壓。所述測試系統的成本基本上由測試變壓器的電參數選擇而確定。這樣設計的具有最高達IlOMVA的電功率的測試變壓器在此要花費數百萬歐元並且此外由於其質量而無法由起重機移動。
【發明內容】
[0006]因此本發明的任務是，提供一種用於高壓技術儀器的測試系統，其中測試變壓器在其電特徵參數方面不再必須設計用於要在測試對象上施加的最大測試電壓。此外本發明的任務是，給出一種可利用所述測試系統實施的方法。
[0007]該任務通過具有權利要求1的特徵的用於高壓技術儀器、尤其是並聯電抗器的測試系統以及通過具有並列的權利要求5的特徵的方法解決。
[0008]按照本發明的測試系統的一般構思在於，在測試變壓器的次級側上這樣設置連續可調節的電感以及以離散步幅可調節的電容，即，這些構件與作為電感構成的測試對象一起形成諧振點可調諧的串聯諧振電路。該測試系統的主要構件在此是實際的測試對象(即形成電感的並聯電抗器)以及構成電容的電容器組。這兩個構件以及可調節的(例如可以作為可調式扼流圈構成的)電感按照本發明的實質在它們彼此的相互作用中形成由能量源和電動發電機組供電的串聯諧振電路。為了將所述測試系統調諧到諧振點上，電容器組的以離散步幅可調節的電容、作為電感構成的測試對象以及可調式扼流圈的以連續步幅可調節的電感必須彼此調諧，這按照接著描述的按照本發明的方法步驟實現。藉此，至今在其電特徵參數方面與測試對象適配的測試變壓器可以顯著較小和較低成本地構造。對於110MVA的並聯電抗器，按照本發明的實質，具有僅多於4MVA的功率的測試變壓器就足夠了。由此不僅測試變壓器可以用於較小的功率，而且用於為測試系統供電的電動發電機組(其目前為止必須提供全部外加給所述測試系統的功率)可以與按照本發明改變的參數範圍(Rahmenparameter)適配。用於測試系統的總成本藉此相比於現有技術顯著減少。
[0009]為了可以提出可利用按照本發明的測試系統實施的方法，還必須解決如下的技術問題:測試對象的電特徵參數、尤其是其電感在此不可改變並且在測試系統內形成常數。同時，在測試對象的電特徵參數方面考慮因製造引起的最高達5%的理論值偏差，從而不可以輕易地預測和藉此預調節測試系統的參數範圍。測試系統的變頻器可以在此產生最高達200Hz的可變頻率，其中對於測試兩個頻率是重要的:
[0010]-在120至200Hz的頻率下的感應電壓測試
[0011]-在電網頻率、即50或60Hz下的損耗功率測量。
[0012]在感應電壓測試中，可以通過適配可由變頻器調節的測試頻率附加地精調按照本發明的測試系統的諧振電路，這是因為測試頻率如以上提到的那樣應當在規定的帶寬中自由選擇。然而在損耗功率測量中通過有關的IEC預定固定的測試頻率。在這裡需要在電容和電感之間進行準確地調諧。由於電容器組的電容如同樣如以上提到的那樣僅可以以離散步幅、即不連續地調節，因此按照本發明設置用於精調測試電路的附加的可調式扼流圈。這是因為，所述可調式扼流圈的電感在規定的範圍中反向連續可調節。然而該連續可調節的範圍相對較小並且不補償測試對象的電特徵參數的最高達5%的因製造引起的公差。
[0013]因此提出一種可利用按照本發明的測試系統實施的方法，在該方法中通過電容器組的離散可調節的電容進行測試系統的粗調，其方式為，當藉助測量裝置測量到測試系統中的電容不足時，通過重複過程接通電容器組的個別電容，或者當藉助測量裝置測量到電容過量時，切斷個別電容，直到達到提前確定的、電容過量的閾值，從而接著藉助連續可調節的電感這樣進行測試系統的精調，即，這些構件與作為電感構成的測試對象一起形成諧振點可調諧的串聯諧振電路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]接著要示例性地藉助附圖更詳細地解釋本發明。示出:
[0015]圖1由現有技術已知的如在說明書引言中論述的用於高壓技術儀器的測試系統；
[0016]圖2按照本發明的用於高壓技術儀器的測試系統。
【具體實施方式】
[0017]圖2示出按照本發明的用於高壓技術儀器的測試系統，所述高壓技術儀器尤其是在其等效電路圖中構成電感。所述測試系統具有用於供電的能量源8，其中，能量源8例如可以通過本來存在的電網形成。能量源8在圖2中與變頻器9的輸入端連接，所述變頻器可以作為市場流通的變頻器構成。代替與變頻器9相互作用的饋電電流側的能量供應部，按照本發明的測試系統備選地也可以利用電動發電機組10運行。電動發電機組10在測試系統內具有適配和調節測試系統的頻率和電壓的任務。因此電動發電機組10構成對本領域技術人員已知的變頻器9的等同方案。變頻器9或電動發電機組10的輸出端在此與測試變壓器11的初級側11.1連接。測試變壓器11的電輸入參數按照實施方式對於損耗功率測試而言為5kV-20kV、50Hz或對於感應電壓測試而言為200Hz。電動發電機組10的實施方式遵循能量供應的本地給定條件，這導致變型多樣性。測試場經常由工業能量供應網絡(三相交流電壓、50Hz、10kV-20kV)提供。在該情況中，馬達作為電機、優選作為同步電機實施。如果沒有大功率的電能供應網絡存在，則可以在這裡使用柴油機以便由其代替所述能量源。該馬達與發電機安裝在共同的軸上。動能在發電機中轉變為電能並且供應給測試變壓器11。所述發電機在最經常的情況中是同步電機。準確的實施形式、即凸極或隱極轉子電機、極對數取決於所連接的軸的轉數並且因此取決於馬達的實施方式。
[0018]測試對象12、即在其等效電路圖中構成電感的並聯電抗器連接到測試變壓器11的次級側11.2上。不同於在圖1中示出的現有技術，按照本發明的測試系統在測試變壓器11的次級側11.2上具有連續可調節的電感13以及以離散步幅可調節的電容14，這兩者作為串聯電路這樣集成到測試系統中，即，利用這些構件與作為電感構成的測試對象12 —起可形成串聯諧振電路。
[0019]為了將測試對象12上的電壓減小到可測量的值，在測試對象12和測試變壓器11的次級側11.2之間設置分壓器15，所述分壓器與未示出的評估單元處於連接中。
[0020]在可利用按照本發明的測試系統實施的方法中，通過電容器組的離散可調節的電容14進行測試系統的粗調，其方式為，當藉助測量裝置測量到測試系統中的電容不足時，通過重複過程接通電容器組的個別電容14，或者當藉助測量裝置測量到電容過量時，切斷個別電容，直到達到提前確定的、電容過量的閾值，從而接著藉助連續可調節的電感13這樣進行測試系統的精調，即，這些構件與作為電感構成的測試對象12 —起形成諧振點可調諧的串聯諧振電路。
[0021]附圖標記列表
[0022]I 電動發電機組
[0023]2能量源
[0024]3變頻器
[0025]4測試變壓器
[0026]4.1初級側
[0027]4.2次級側
[0028]5可變電容
[0029]6測試對象(電感)
[0030]7分壓器
[0031]8能量源
[0032]9變頻器
[0033]10電動發電機組
[0034]11測試變壓器
[0035]11.1初級側
[0036]11.2次級側
[0037]12測試對象
[0038]13可調節的電感
[0039]14可調節的電容
[0040]15分壓器
【權利要求】
1.一種用於高壓技術儀器的測試系統，具有用於為該測試系統供電的能量源(8);與能量源(8)處於電連接的電動發電機組(10)，用於適配和調節該測試系統內的頻率和電壓；測試變壓器(11)，該測試變壓器以其初級側(11.D與電動發電機組(10)電連接，而該測試變壓器的次級側(11.2)與實際的測試對象(12)電連接， 其特徵在於，在測試變壓器(11)的次級側(11.2)上設置連續可調節的電感以及以離散步幅可調節的電容，從而所述連續可調節的電感以及所述以離散步幅可調節的電容與測試對象(12) —起形成諧振點可調諧的串聯諧振電路。
2.按照權利要求1所述的測試系統，其特徵在於，所述連續可調節的電感是可調式扼流圈。
3.按照權利要求1或2所述的測試系統，其特徵在於，所述以離散步幅可調節的電容是電容器組。
4.按照權利要求1至3之一所述的測試系統，其特徵在於，在測試變壓器(11)的次級側(11.2)和測試對象(12)之間設置分壓器。
5.一種用於對高壓技術儀器進行測試的方法，設有用於為測試系統供電的能量源(8);與能量源(8)處於電連接的電動發電機組(10)，用於適配和調節測試系統內的頻率和電壓；測試變壓器(11)，該測試變壓器以其初級側(11.D與電動發電機組(10)電連接，而該測試變壓器的次級側(11.2)與實際的測試對象(12)電連接，並且該測試變壓器(11)將電動發電機組(10)的電能轉換為測試電壓， 其特徵在於， 通過所述以離散步幅可調節的電容(14)進行測試系統的粗調，其方式為，當藉助測量裝置測量到測試系統中的電容不足時，通過重複過程接通個別電容，或者當藉助測量裝置測量到電容過量時，切斷個別電容，直到達到提前確定的、電容過量的閾值； 接著藉助所述連續可調節的電感(13)這樣進行測試系統的精調，即，所述以離散步幅可調節的電容(14)和所述連續可調節的電感(13)與作為電感構成的測試對象(12) —起形成諧振點可調諧的串聯諧振電路。
【文檔編號】G01R31/00GK104136931SQ201380010940
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年1月15日 優先權日:2012年2月27日
【發明者】M·西諾, U·史蒂芬, G·西伯特, R·貝格曼, A·蒂德 申請人:賴茵豪森機械製造公司