智能型高壓變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗電源

發(fā)布日期：2018-05-09 00:00 來源：http://skjsoft.cn 點擊：

成果簡介：
智能型高壓變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗電源，已在寧夏銀河偉業(yè)有限公司調(diào)試使用。
本成果已授權(quán)實用新型zhuanli一項“高壓變頻串聯(lián)諧振試驗電源ZL2012206894930”，同時，已發(fā)表論文兩篇，其中一篇EI檢索（“智能型高壓變頻串聯(lián)諧振試驗電源設(shè)計，EI：20134216860410”、“智能型串聯(lián)諧振試驗電源電壓及頻率的研究”），目前一篇論文已被高電壓技術(shù)雜志（EI源刊）錄用（“一種調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗電源數(shù)字控制器設(shè)計”）。
成果內(nèi)容提要：
主要觀點：
本成果研究了一種智能型高壓變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗電源。智能型串聯(lián)諧振試驗電源是電力設(shè)施進行耐壓試驗必不可少的檢驗設(shè)備，通過對電力設(shè)備進行耐壓試驗，可以確定設(shè)備內(nèi)部的清潔度及絕緣是否達到規(guī)定要求，用來檢驗設(shè)備的制造及性能良好與否，確保設(shè)備安全可靠運行，智能型串聯(lián)諧振試驗電源采用變頻變壓的方法來使試驗回路諧振實現(xiàn)二次升壓，是電氣設(shè)備進行耐壓試驗不可缺少的檢測設(shè)備。以往進行的工頻交流試驗實驗裝置主要是高壓試驗變壓器和電力變壓器，電源容量大、試驗裝置笨重，不能自動調(diào)頻、調(diào)壓，難以適應(yīng)當(dāng)今大電網(wǎng)、高電壓、高自動化的發(fā)展趨勢。與傳統(tǒng)的調(diào)頻式諧振高壓試驗電源相比，本研究作品嵌入新型智能調(diào)頻、調(diào)壓算法，利用大功率開關(guān)器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）代替以往的模擬器件逆變產(chǎn)生高壓試驗所需的交流電壓，同時利用LC串聯(lián)諧振原理使在測試品上產(chǎn)生電路品質(zhì)因數(shù)Q（一般處于50~100之間）倍的高壓。該裝置體積小、重量輕，現(xiàn)場操作簡單方便，并且可以有效的保護實驗裝置以及測試品。本裝置的主要功能如下：
1.交流耐壓
本裝置利用高壓回路中電抗與容型試品發(fā)生串聯(lián)諧振產(chǎn)生高壓，檢測測試品的絕緣程度。實驗過程可采用手動與自動方式實現(xiàn)，所產(chǎn)生的高壓可根據(jù)測試品的電壓等級進行調(diào)整，范圍廣，可靠性高，穩(wěn)定性好。諧振頻率范圍可達30~300Hz，接近于工頻耐壓試驗。
2.報警、保護功能
本裝置具有智能的保護和報警功能。測試品在進行耐壓試驗過程中，若被擊穿，裝置具有自動判斷、報警、保護、切除試驗回路電源，同時會在人機交互界面上顯示故障信息。當(dāng)超過設(shè)定的試驗電壓時，也會有相應(yīng)的保護動作，具有完善的報警功能。
3.存儲打印功能
除以上功能外，本裝置還具備存儲和打印功能。在測試品進行交流耐壓過程中，能夠記錄并存儲耐壓過程中的電壓值以及試驗結(jié)果，可以通過打印機將試驗過程電壓值和試驗結(jié)果打印，方便日后查詢。
創(chuàng)新點：
1、利用高壓回路中電抗與容型試品發(fā)生串聯(lián)諧振產(chǎn)生高壓，減少電源輸入容量。
2、裝置具有全自動功能，操作方便，體積小，便于攜帶。
3、控制電路采用雙處理器結(jié)構(gòu)，充分利用DSP芯片高效的數(shù)據(jù)處理能力，對數(shù)據(jù)實時采樣、運算及對電壓實時調(diào)節(jié)控制；采用STM32控制人機交互界面，操作方便，顯示直觀。
4、采用基于負載電流前饋的濾波電容電壓外環(huán)電感電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制系統(tǒng)，使得在掃頻過程中電壓幅值穩(wěn)定，具有良好的正弦化波形。
5、采用單極性倍頻調(diào)制算法，使得濾波器的設(shè)計比較方便，輸出電壓波形良好。
實踐意義：
近年來人民的生活水平不斷提高，用電需求量的不斷增大，導(dǎo)致電力設(shè)備要承受高工作電壓、電流的頻繁作用，致使電力設(shè)備運行發(fā)生的事故中有很大一部分是絕緣故障。因此電力設(shè)備在掛網(wǎng)運行前一定用經(jīng)過嚴格的絕緣性能檢測。任何電力故障或事故的發(fā)生都將影響到電力系統(tǒng)的正常運行和電力用戶的正常生產(chǎn)和生活，將會給國民經(jīng)濟造成重大損失，帶來不良社會影響。國內(nèi)諸多大學(xué)及科研所投入了大量的力量進行研究和開發(fā)，均已研制出實際的裝置并投入運行。但是，由于技術(shù)還不夠完善，以及其他方面的原因，早期已實際投運的系統(tǒng)運行效果并不理想，巨大的市場正急切呼喚新一代產(chǎn)品的問世。
本成果研發(fā)的智能型高壓變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗電源，具有全自動功能，操作方便，體積小，便于攜帶；硬件上采用雙處理器結(jié)構(gòu)，充分利用DSP芯片高效的數(shù)據(jù)處理能力，對數(shù)據(jù)實時采樣、運算及對電壓實時調(diào)節(jié)控制；采用STM32控制人機交互界面，操作方便，顯示直觀；軟件上采用基于負載電流前饋的濾波電容電壓外環(huán)電感電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制系統(tǒng)單極性倍頻調(diào)制算法，使得在掃頻過程中電壓幅值穩(wěn)定，具有良好的正弦化波形。
另外，陜西是西部地區(qū)的橋頭堡，科技和教育水平居全國先進，然而由于種種原因經(jīng)濟仍處于欠發(fā)達水平。在國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的推動下，陜西正在實施“科技興陜”的戰(zhàn)略，科技含量極高的本項目將積極推動這一戰(zhàn)略的實施，為陜西經(jīng)濟和社會發(fā)展做出貢獻。同時，本成果的實施對目前我國西部大開發(fā)“以科技帶動經(jīng)濟發(fā)展”的戰(zhàn)略也有具有重要意義，對促進陜西及西部地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展具有顯著的社會效益。

相關(guān)標(biāo)簽：串聯(lián)諧振裝置

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