智能型特高压变频谐振试验电源的研制及工程应用

作     者：罗卓伟 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：罗安

授予年度：2009年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

主      题：特高压 无局放 交流耐压 串联谐振 变频 试验电源 

摘      要：高压试验是输电线路投入运行前必不可少的一环,随着特高压电网在我国的飞速发展,特高压现场试验能否顺利完成显得至关重要。研制出运输方便、适用于特高压电压等级的特高压试验电源势在必行。目前,我国高压试验电源主要有高压试验变压器和谐振式交流试验电源,但是由于其体积庞大难以运输、电压等级不高、不具备快速响应的保护电路,难以满足特高压现场试验的需求。本装置的研制对我国特高压输电的建设和发展节省开支,实现电网升级具有重大意义。 首先,本文从特高压输电的特点着手,讨论了特高压输电在我国实行的必然性,然后分析了传统高压试验及其试验电源,同时指出现有试验电源所存在的问题,随后结合项目实际需求提出了智能型特高压变频谐振电源的设计要求。 其次,在分析设计要求,结合现场实际需求的基础上,本文提出了基于DSP的新型串联谐振式特高压试验电源的整体结构,并且利用DDS频率改变技术研制了波形好,畸变率低的正弦波发生器,通过分析调频、调压的控制算法,提高了系统的响应速度。针对传统谐振试验电源额定功率小,本文提出了基于桥式功率放大电路的电源放大柜,其输出功率达到600kW,利用光纤无失真技术,解决了试验现场电磁干扰大、难以测量反馈电压的问题。 再次,本文介绍了特高压谐振回路中各个部件的研制方法,并且详细描述了特高压谐振电抗器的制作方法及其参数,同时从功率损耗、局部放电量,耐压等级等方面研究了适用于特高压谐振回路的各个元件,包括励磁变压器,特高压谐振电抗器,特高压谐振电容器,均压环,提出了其参数要求。之后本文分析了装置调试的步骤及关键点。 此外,为了对装置各个部件及整体的参数性能有全面了解,并且在现场试验之前确保装置安全稳定运行,本文介绍了对特高压试验电源进行的一次全面的型式试验,试验采取先分体测试再整体测试的方法。分体试验对中间励磁变、高压谐振电抗器、补偿电抗器、高压谐振电容器、600kW调频电源柜进行了性能与参数的测试。整体试验对装置整体品质因数、谐波因数及耐压性能进行了测量。 最后通过特变电工衡阳变压器厂1000kV特高压试验变压器的局部放电试验和湖北荆门1000kV GIS耐压试验两次工程试验,有力的验证了装置的性能和现场可行性。