Преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки Советский патент 1985 года по МПК H02M5/12 

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для высоковольтных испытаний изоляции энергетического оборудования на месте изготовления, монтажа и эксплуатации. Изоляция электрических установок в процессе, эксплуатации подвергаетс воздействию рабочего напряжения про мьшшенной частоты и перенапряжений. Способность изоляции вьщерживать указанные воздействия, т.е. надежность оборудования, проверяется путем испытаний повьппенным напряжением npONibimneHHOfi частоты, коммутационными и грозовыми импульсами. Известна схема ступенчатого гене ратора коммутационных импульсов, состоящая из нескольких двухобмоточ ных трансформаторов, высоковольтные обмотки которых соединены последовательно, а к низковольтным обмоткам подключены емкости С, которые поочередно заряжаются от зарядного устройства, подключаемого только н момент зарядки ёмкостей. Указанные емкости разряжаются одновременно н низковольтные обмотки трансформато ров, при этом на выходе генератора формируется коммутационный импульс равный сумме импульсов каждой ступени П. Недостаток данного устройства состоит в том, что оно обеспечивае проведение только импульсных испытаний. Наиболее полно изоляцию можно испытать переменным напряжением с наложением импульсов, что соответствует реальным условиям эксплуатации. В этом случае проверяется возможность подхвата рабочим напря жением частичных разрядов, которые зажигаются при перенапряжениях. Во никновение частичньк разрядов при подхвате является недопустимым для изоляции и может быть выявлено только при наложении коммутационного импульса на переменное напряжение. Коммутационным импульсом может быть выявлено нарушение геометрии в случае слабонеоднородного электрического поля и использовани в качестве изоляции газа, когда частичные разряды могут отсутствовать. Это имеет место, например, при несоосности электродов в коак52сиальной системе или сдвиге электростатического экрана. Усложнение современного оборудования требует тщательных испытаний его в условиях подстанции после монтажа, следовательно, испытательные установки должны быть транспортабельными, сборными и должны иметь возможно меньшие габариты и вес. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки, содержащий п каскадов двухобмоточных трансформаторов, у каждого из которы.. одна обмотка низковольтная,а другая высоковольтная, причем низковольтная обмотка первого трансформатора соединена с входными вь1водами и в цепь низковольтной обмотки каждого трансформатора включен реактивный элемент, образуя контур, настроенный в резонанс с нагрузкой, а высоковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно, образуя цепь, концы которой подключены к выходным выводам 2, Недостаток известного преобразователя состоит в том, что он обеспечивает проведение испытаний электрооборудования только переменным напряжением промышленной частоты и не обеспечивает проведения испытаний в условиях, близких к реальным, например комбинированных испытаний, с наложением импульса на напряжение промышленной частоты. Кроме того, преобразователь имеет недостаточную выходную мощность. Цель изобретения - увеличение выходной мощности и расширение функциональных во зможностей. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе переменного напряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки, содержащем П каскадов двухобмоточных трансформаторов, у каждого из которых одна обмотка низковольтная, а другая высоковольтная , причем низковольтная обмотка первого трансформатора соединена с входными вьшодами и в цепь низковольтной обмотки каждого трансформатора включен реактивный элемент, образуя контур, настроенный в резонанс с нагрузкой, а высоковольтные обмотки дсех трансформаторов соединены последовательно. 3 образуя цепь, концы которой подключены к выходным выводам, каждый из указанных каскадов дополнительно снабжен конденсатором, диодом и управляемым коммутатором, причем конденсатор одной обкладкой подключен к общей точке соединения одного конца низковольтной обмотки трансформатора и одного вьгоода реактивного элемента непосредственно, а другой обкладкой через диод подключен к общей точке соединения другого конца низковольтной обмотки и другого вьшода реактивного элемента и через управляемый коммутатор к указанному другому концу низковольт ной обмотки трансформатора. На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь состоит из п кас кадов двухобмоточных трансформаторов Тр , Тр, .,.,Тр, обмотки высокого напряжения которых соединены последовательно и подключены к емкостной нагрузке , а в цепи низкого напряжения параллельно обмоткам низко го напряжения введены индуктивности L ,L2 ,. . ., Lr, к которым через диод D ., подключены параллельно конденсаторы Cpaf. Последние, кроме того, подключены к обмоткам низкого напряжения через управляемые коммутаторы К , Kj,...,Кп. Устройство ра-ботает следующим об разом. При возбуждении каскадной резонансной схемы с нормально разомкнут ми выключателями К,К2 , ... ,Kf путем подачи напряжения промышленной час54тоты на обмотки низкого напряжения происходит одновременный заряд конденсаторов Сра5- После затухания переходных процессов конденсаторы Срп5оказываются заряженными до величины напряжения U 1,41 Unjpft , конденсатор Снох находится под испытательным напряжением промьшшенной частоты, определяемым исходя из зависимости ног-П перЬ где ОПЕРВ напряжение на первичной обмотке низкого напряжения; п - число каскадов; k - коэффициент трансформации. Преобразователь является, таким образом, готовым для наложения на переменное напряжение импульса высокого напряжения в заранее заданную фазу переменного напряжения,для обеспечения суммирования или вычитания промьппленной частоты с импульсом напряжения., Накладьшаемый импульс формируется в результате разряда конденсаторо.в CfoS при одновременной коммутации корденсаторов на низковольтные обмотки трансформаторов каждогсг каскада с помощью управляемых коммутаторов . При этом на высоковольтной обмотке трансформатора каждого каскада на переменное напряжение накладывается импульс, форма которого зависит от фазы переменного напряжения, соответствующей моменту включения . Указанная заданная фазанастраивается предварительно в зависимости от характера проводимых испытаний.

Hh

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ВЫСОКОЕ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДЛЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ, содержащий п каскадов двухобмоточных трансформаторов, у каждого ий которых одна обмотка низковольтная, а другая высоковольтная, причем низковольтная обмотка первого трансформатора соединена с входными выводами и в цепь низковольтной обмотки каждого трансформатора включен реактивный элемент, образуя контур, настроенный в резонанс с нагрузкой, а высоковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно, образуя цепь, концы которой подключены к выходным выводам, от ли ч.ающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности и расширения функциональных возможностей, каждый из указанных каскадов Дополнительно снабжен конденсатором, диодом и управляемым коммутатором, причем конденсатор одной обкладкой подключен к общей точке соединения одного конца низковольтной обмотки трансформатора и одного вывода реактивного элемента непосредственйо,. а другой d кладкой через диод подключен к общей точке соединГения другого конца низковольтной обмотки.и другого вывода реактивного элемента и через управляемый коммутатор к указанному другому концу низковольтной обмотки трансформатора. СП со СП