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://www.xaybj.com 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(jìn)行耐壓試驗必不可少的檢驗設(shè)備，通過對電力設(shè)備進(jìn)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(dá)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(jìn)行耐壓試驗不可缺少的檢測設(shè)備。以往進(jìn)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(hù)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(jìn)行調(diào)整，范圍廣，可靠性高，穩(wěn)定性好。諧振頻率范圍可達(dá)30~300Hz，接近于工頻耐壓試驗。
2.報警、保護(hù)功能
本裝置具有智能的保護(hù)和報警功能。測試品在進(jìn)行耐壓試驗過程中，若被擊穿，裝置具有自動判斷、報警、保護(hù)、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(hù)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(jìn)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(fù)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(yán)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(jìn)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(fù)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(jìn)，然而由于種種原因經(jīng)濟仍處于欠發(fā)達(dá)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(xiàn)。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(jìn)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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