高電壓試驗(yàn)技術(shù)ppt

1、高電壓試驗(yàn)技術(shù)高電壓試驗(yàn)技術(shù)張仁豫等編著,清華大學(xué)出版社,2003.5高電壓試驗(yàn)技術(shù)張仁豫等編著,清華大學(xué)出版社,1982.6高電壓試驗(yàn)技術(shù)華中工學(xué)院、上海交通大學(xué)合編，水利電力出版社，1982.11,高 電 壓 技 術(shù),電力系統(tǒng)中應(yīng)用的高電壓技術(shù)主要包括兩大方面，即：高電壓絕緣與試驗(yàn)技術(shù)電力系統(tǒng)過(guò)電壓前者涉及到電絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣放電理論與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，高電壓試驗(yàn)方法等后者與高電壓設(shè)備及輸電運(yùn)行的安全穩(wěn)定密切

2、相關(guān),高電壓試驗(yàn)技術(shù),多種波形的產(chǎn)生方法 工頻高壓、直流高壓、沖擊高壓高電壓或大電流的測(cè)量方法 測(cè)量方法、誤差分析,高電壓試驗(yàn)技術(shù),高電壓或大電流測(cè)量方法在特高壓交直流系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)展,特 高 壓 輸 電,隨著我國(guó)第一條1000kV電壓等級(jí)的特高壓交流輸電線路開始運(yùn)營(yíng)，我國(guó)的電力系統(tǒng)已進(jìn)入蓬勃發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。特高壓輸電具有跨區(qū)域、大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗的優(yōu)勢(shì)，可以減少線路回?cái)?shù)，節(jié)省線路走廊，降低單位容量輸送價(jià)格，保

3、證電網(wǎng)穩(wěn)定。而特高壓的發(fā)展是有賴于高電壓技術(shù)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)與創(chuàng)新發(fā)展。,特高壓交流示范工程,具體路線為晉東南——南陽(yáng)——荊門；線路全長(zhǎng)654km，變電容量6000 MVA， 估算工程靜態(tài)投資為58.9億元；荊門 1000kV 特高壓變電站是該示范工程的第一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目；2008年12月31日正式投入運(yùn)行。,特高壓直流示范工程,金沙江下游烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩4個(gè)梯級(jí)電站的總裝機(jī)容量達(dá)38000MW，計(jì)劃建設(shè)6回±80

4、0KV、4000A、6400MW特高壓直流工程。中國(guó)西電東輸?shù)闹攸c(diǎn)工程之一，向家壩至上海特高壓直流輸電工程是世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、送電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的高壓直流輸電工程。 工程西起四川復(fù)龍換流站，東至上海奉賢換流站，全長(zhǎng)1900多公里，途經(jīng)四川、重慶、湖南、湖北、安徽、浙江、江蘇、上海等8省市，共有兩端換流站、4個(gè)長(zhǎng)江大跨越工程、18個(gè)一般線路等施工標(biāo)段，目前已全部建設(shè)完成。,特高壓直流輸電,±800k

5、V云南-廣東直流輸電工程，額定容量5000MW，輸電距離1400km。±800kV向家壩-上海直流輸電工程，額定容量6400MW，輸電距離2000km。±660kV寧東-山東直流輸電工程，額定容量4000MW，輸電距離1400km。,1.特高壓電容式電壓互感器,CVT結(jié)構(gòu)由電容分壓器(高壓電容C 1、中壓電容C 2 )和電磁單元組成。將電容分壓器分壓后得到的中間電壓通過(guò)中間變壓器降為100/ V和100V，

6、為電壓測(cè)量及繼電保護(hù)裝置提供電壓信號(hào),,特高壓柱式CVT,,,CVT結(jié)構(gòu),電容分壓器由一節(jié)或多節(jié)電容器串聯(lián)組成。外殼采用瓷套管，內(nèi)部電容器元件為串聯(lián)連接。中間電壓一般比較低，不超過(guò)20kV,其從下節(jié)的C 2處抽頭并用套管引出。電磁單元主要由中間變壓器、補(bǔ)償電抗器及速飽和阻尼器等組成。補(bǔ)償電抗器用于補(bǔ)償負(fù)荷效應(yīng)引起的電容分壓器的容抗壓降,確保CVT的輸出容量及準(zhǔn)確級(jí)次。速飽和阻尼器則用于抑制CVT在暫態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生的鐵磁諧振。,,CVT電

7、氣原理圖,C1 —高壓電容C2 —中壓電容T —中間變壓器L —補(bǔ)償電抗器Lz —速飽和電抗器F —保護(hù)器件R —阻尼電阻1a、1n—主二次1號(hào)繞組2a、2n—主二次2號(hào)繞組da、dn—剩余電壓繞組,特高壓工程選用類型,柱式結(jié)構(gòu)電容式電壓互感器(CVT)SF6氣體絕緣電磁式電壓互感器(VT)電子式電壓互感器(EVT)前蘇聯(lián)交流特高壓變電站選擇CVT；日本新榛名變電站選擇電容分壓式EVT。,,特高壓工程選

8、用類型,1000kV交流特高壓工程用電壓互感器選用柱式結(jié)構(gòu)CVT；從絕緣角度看，敞開式變電站采用柱式CVT 比較適宜；柱式CVT承受主絕緣的元件是耦合電容器， 相比之下電壓分布比較均勻；柱式CVT的主要缺點(diǎn)之一是其誤差特性不如電磁式電壓互感器可靠、穩(wěn)定。,,柱式結(jié)構(gòu)CVT,通常500kV柱式CVT由三節(jié)耦合電容器串聯(lián)組成，765kV柱式CVT由四節(jié)組成；我國(guó)制造廠研制的1000kV柱式CVT有5節(jié)串聯(lián)結(jié)構(gòu)，也有3節(jié)的；桂容采用

9、5節(jié)串連，無(wú)錫日新電機(jī)有5節(jié)和3節(jié)兩種；前蘇聯(lián)的串聯(lián)節(jié)數(shù)更多耦合電容器串聯(lián)節(jié)數(shù)的多少即和瓷套制造技術(shù)有關(guān)，也和外絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。,,額定電容量,1000kV柱式CVT需4個(gè)二次繞組, 繞組額定負(fù)荷組合為15VA/15VA/15VA/15VA，實(shí)際負(fù)荷約為額定負(fù)荷的50%左右。理論上不計(jì)剩余繞組(開口三角接線)負(fù)荷，45VA對(duì)應(yīng)的耦合電容器額定電容量?jī)H需要250-500pF即可?？紤]到附加誤差的影響，為確保計(jì)量0.2級(jí)要求,耦合電

10、容器額定電容量選擇5000pF。,,關(guān)鍵技術(shù),特高壓CVT的研制最需要解決的問(wèn)題是機(jī)械強(qiáng)度和抗震能力、抗無(wú)線電干擾水平、電場(chǎng)分布等。由于CVT是細(xì)高產(chǎn)品,隨著電壓等級(jí)的提高,機(jī)械強(qiáng)度問(wèn)題越來(lái)越突出。為保證強(qiáng)度,采用了整體等靜壓干法成型的高強(qiáng)度瓷套,并在CVT整體設(shè)計(jì)上盡量減少上部電容器的重量,加強(qiáng)下部瓷套強(qiáng)度,提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗震性能。,關(guān)鍵技術(shù),CVT的特高壓主要由電容分壓器承擔(dān)，由于其電容量較大，電場(chǎng)分布較為均勻。隨著電壓等

11、級(jí)的提高，電容分壓器外電場(chǎng)分布不均勻以及其對(duì)地分布電容均會(huì)對(duì)準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。必須通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)改善電容分壓器內(nèi)外電場(chǎng)分布的均勻性及穩(wěn)定性，降低外部環(huán)境對(duì)準(zhǔn)確度的影響。每節(jié)電容器內(nèi)部擴(kuò)張器分別放置在上下兩端,外部法蘭連接處裝配有均壓環(huán),這樣不僅使內(nèi)外電位分布一致,而且改善了法蘭連接處的電場(chǎng)分布和外電場(chǎng)的均勻性。,關(guān)鍵技術(shù),隨著電壓等級(jí)的提高，電暈放電更加強(qiáng)烈,需要加強(qiáng)高壓端和金屬連接法蘭處的防暈措施，以滿足環(huán)境兼容性的要求。產(chǎn)品

12、頂部裝配有4個(gè)環(huán)，上環(huán)和下環(huán)外徑為Φ2m，間距達(dá)2m，其降低無(wú)線電干擾水平的效果很好。,西容CVT,總體采用分體式結(jié)構(gòu),電容分壓器和電磁單元部分分開,以便于調(diào)試、檢測(cè)和維護(hù)。電容分壓器采用4節(jié)瓷套,總爬電距離不小于30250 mm,干弧距離不小于7600mm。單節(jié)瓷套高度為2300mm,為高強(qiáng)度等靜壓整體干法成型瓷套。,西容CVT,為改善電容器內(nèi)外電場(chǎng)分布及降低無(wú)線電干擾水平,電容器內(nèi)部擴(kuò)張器裝配在瓷套上下兩端,外部在法蘭連接處加裝均

13、壓環(huán),同時(shí)在電容器的頂部裝有多個(gè)均壓環(huán)組成的防暈罩。電容器的介質(zhì)采用膜紙復(fù)合浸漬優(yōu)質(zhì)合成油,工作場(chǎng)強(qiáng)低,以利于產(chǎn)品安全可靠運(yùn)行。電容器元件及連接方式采用多項(xiàng)并聯(lián)電容器成熟技術(shù),有效地改善了元件極板邊緣場(chǎng)強(qiáng)及局部放電性能。,西容CVT,電磁單元采用矩形油箱。中間變壓器的高壓繞組采用分段絕緣結(jié)構(gòu)及階梯形繞線結(jié)構(gòu),提高了變壓器層間絕緣強(qiáng)度。高低壓繞組之間加接地靜電屏,以阻斷高低壓繞組之間的電容耦合通道,改善傳遞過(guò)電壓。中間變壓器、補(bǔ)償電抗

14、器的調(diào)節(jié)繞組全部引出,保護(hù)用避雷器外置,可不用打開油箱蓋就能對(duì)電磁部分的任何器件進(jìn)行測(cè)試,便于產(chǎn)品的檢查、試驗(yàn)和調(diào)試,并可降低產(chǎn)品的故障率。一次回路的引出端子和二次端子完全分開,以避免一次側(cè)發(fā)生故障時(shí)損壞二次設(shè)備。,額定參數(shù),最高工作電壓Um ：1100kV額定一次電壓U1N ：1000/ kV額定電容：5000pF額定電壓比：1000/ ∶0.1/ ∶0.1/ ∶0.1/ ∶0.1kV額定二次電壓：主二次繞組

15、為100/ V，剩余電壓繞組為100V額定輸出及準(zhǔn)確等級(jí)：主二次1號(hào)繞組1a-1n為15VA/0.2級(jí)主二次2號(hào)繞組2a-2n為15VA/0.5/3P級(jí)主二次3號(hào)繞組3a-3n為15VA/0.5/3P級(jí)剩余電壓繞組 da-dn為15VA/3P級(jí),,,,,,,額定參數(shù),絕緣水平：雷電沖擊耐壓(1.2/50μs峰值)為2600kV操作沖擊耐壓(250/2500μs峰值)為1860kV5min工頻耐受電壓(方均根值)為130

16、0kV局部放電：1.2Um/ 下,局部放電量≤10pC耐地震能力(地震波為正弦共振五拍波,安全系數(shù)為1.67) :地面水平加速度為0.25×918m/s2地面垂直加速度為0.15×918m/s2,,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器,一種用于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室量值溯源及量值的長(zhǎng)期保存, 作為國(guó)家1000kV工頻電壓比例標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)施；另一種主要用于量值傳遞，特別是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。,,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器,,,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的絕緣結(jié)構(gòu),現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)用

17、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器, 如果僅考慮1.2倍額定工作電壓下的量值溯源, 上限電壓只有693kV，如果拓展到1.5倍額定工作電壓，上限電壓達(dá)到866kV。上限電壓的選擇, 涉及高壓套管的參數(shù)設(shè)計(jì)。為了降低制造成本，可以采用兩節(jié)套管串聯(lián)的形式。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器, 采用球形均壓效果比環(huán)形效果好, 但環(huán)形均壓適合現(xiàn)場(chǎng)安裝。,,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的安裝結(jié)構(gòu),考慮到運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝便利, 設(shè)計(jì)上采取了安置器身的罐體是相對(duì)獨(dú)立的密封艙室，用盆式絕緣子隔離；

18、高壓引線套管也是相對(duì)獨(dú)立艙室，同樣用盆式絕緣子密封；罐體和套管之間有一過(guò)渡艙，過(guò)渡艙也是獨(dú)立密封艙室。運(yùn)輸時(shí)，將過(guò)渡艙氣體回收，套管拆除臥倒。使用時(shí)將套管插入過(guò)渡艙之中。,,柱式CVT的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),1000kV柱式CVT的原理電路和其它電壓等級(jí)CVT沒(méi)有根本差異，只在性能參數(shù)上有所不同，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)差異。試驗(yàn)示范工程用1000kV CVT的誤差調(diào)節(jié)端子在電磁單元箱體外側(cè)。由于各制造廠沒(méi)有1000kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器，計(jì)量繞組誤差需要在現(xiàn)場(chǎng)

19、調(diào)試。CVT現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)最簡(jiǎn)單的試驗(yàn)線路就是差值法，能完全滿足電壓互感器檢定規(guī)程要求。,,誤差調(diào)節(jié),由于鄰近效應(yīng)對(duì)CVT產(chǎn)生的附加誤差較大，電壓等級(jí)越高，影響量越大；CVT的比值差可通過(guò)調(diào)節(jié)電磁單元中的中間變壓器一次繞組匝數(shù)平移比值差曲線，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電抗器匝數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)相位差；通常先調(diào)節(jié)角差端子，再調(diào)整比差端子；因1000kVCVT誤差特性受雜散電容影響較大，現(xiàn)場(chǎng)安裝后的誤差測(cè)量數(shù)據(jù)和例行試驗(yàn)數(shù)據(jù)可能存在較大差異。,,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器測(cè)差法

20、,1000kV標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器: 0.05或0.02 級(jí),測(cè)量不確定度優(yōu)于0.01%；最高工作電壓1.2×1000/ kV；SF6氣體絕緣，三氣室密封結(jié)構(gòu)，高壓引線套管可拆裝。,,,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器測(cè)差法,串聯(lián)諧振升壓裝置: 勵(lì)磁變壓器容量不小于50kVA，試驗(yàn)回路Q 值不低于25，額定工作電壓50kV，額定工作電流11.5A ,短時(shí)工頻耐受電壓65kV；串聯(lián)電抗器額定工作電壓8×100kV，額定工作電流1A，短

21、時(shí)工作電流1.5A，短時(shí)工頻耐受電壓900kV；檢測(cè)儀器: 電壓互感器測(cè)差儀3級(jí)；模擬負(fù)荷箱2.5-45VA。,,2.特高壓電流互感器,我國(guó)1000kV交流特高壓試驗(yàn)示范工程沒(méi)有選擇類似前蘇聯(lián)的獨(dú)立結(jié)構(gòu)電流互感器(TA)；在GIS套管上、斷路器端部和變壓器套管上套狀環(huán)形TA繞組；日本新榛名變電站1000kVGIS使用的TA是套裝在斷路器端部的罐體上。,套裝TA,,前蘇聯(lián)串級(jí)式電流互感器,,特高壓TA參數(shù),TA變比的選擇和接線方式及

22、電網(wǎng)額定輸送容量有關(guān)，要兼顧近期、中期和遠(yuǎn)期電網(wǎng)發(fā)展規(guī)模。作為試驗(yàn)示范工程還要考慮設(shè)計(jì)和制造能力；交流特高壓試驗(yàn)示范工程第一期的最大負(fù)荷為2000MVA，一次側(cè)電流為1155A；為了確保電流互感器的基本誤差、暫態(tài)特性及其它特性要求，應(yīng)提高TA設(shè)計(jì)安匝數(shù)，選取3000安匝，變比3000/1A。,特高壓TA參數(shù),對(duì)于3/2接線方式，1000kV斷路器的穿越功率按每回1000kV線路的自然傳輸功率5000MW考慮；一個(gè)斷路器檢修時(shí)，穿越

23、一個(gè)1000kV斷路器的功率將達(dá)到兩倍的自然功率，此時(shí)斷路器、隔離開關(guān)及TA的額定電流可達(dá)6300A；,特高壓TA參數(shù),交流特高壓試驗(yàn)示范工程一次側(cè)選擇的計(jì)量用TA變比為6000/1A，抽頭為3000/1A及1500/1A；保護(hù)用TA變比為6000/1A，抽頭為3000/1A。特高壓交流試驗(yàn)示范工程的晉東南、南陽(yáng)、荊門變電站有24組暫態(tài)電流互感器(TPY)繞組。,傳遞過(guò)電壓,對(duì)于1000kV GIS或HGIS用的TA，要考慮VFTO

24、導(dǎo)致的傳遞過(guò)電壓的影響；套裝在GIS管道外側(cè)的TA繞組由罐體防護(hù)，可以屏蔽部分高頻電磁波的侵?jǐn)_；安裝在罐體內(nèi)部的TA繞組要加強(qiáng)對(duì)傳遞過(guò)電壓的防護(hù)。連接TA二次繞組的電纜對(duì)高頻過(guò)電壓有較強(qiáng)的衰減作用，在繞組端口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集需要考慮安全防護(hù)。,特高壓TA現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),特高壓變電站設(shè)備采用監(jiān)造方式。保護(hù)用TA現(xiàn)場(chǎng)秩序進(jìn)行直流電阻測(cè)量、勵(lì)磁曲線測(cè)量、磁滯回線測(cè)量即可；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量較困難的是計(jì)量用TA的測(cè)量，計(jì)量用TA繞組的鐵芯材料脆弱，受運(yùn)輸、

25、安裝等外力作用影響之后，誤差特性可能產(chǎn)生偏移，特別是高量程范圍。,三種檢測(cè)方法,直接施加額定工作電流的差值法；用差值法測(cè)量20%額定工作電流下的誤差后，根據(jù)勵(lì)磁曲線外推上限量程的誤差曲線；采用二次模擬負(fù)荷擴(kuò)大倍數(shù)的方法，在20%或50%額定工作電流下測(cè)量誤差特性曲線。,試驗(yàn)回路,特高壓設(shè)備體積龐大，TA試驗(yàn)回路較大，特別是GIS及HGIS用TA試驗(yàn)回路；特高壓工程用TA為套管式繞組結(jié)構(gòu)，分內(nèi)置式和外置式；有的外置式TA和套管或罐

26、體之間預(yù)留較大空氣隙，可以采用等安匝方式纏繞一次繞組進(jìn)行校驗(yàn)；內(nèi)置式TA現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)比較困難。,試驗(yàn)回路,變壓器套管TA可采用勵(lì)磁曲線核對(duì)；計(jì)量用TA校驗(yàn)必須對(duì)一次回路施加大電流，試驗(yàn)回路可將TA所處設(shè)備兩端套管穿入升流裝置及標(biāo)準(zhǔn)電流互感器形成電流回路，也可借用接地開關(guān)形成電流回路。大電流試驗(yàn)回路必須進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，補(bǔ)償量接近試驗(yàn)回路實(shí)際的感性容量，并接在升流器輸出端，以減少升流線圈容量。,電子式互感器,電子式互感器作為一種新型的互感器

27、適用于高電壓等級(jí)變電站，可用于特高壓工程；IEC定義：電子式互感器由連接到傳輸系統(tǒng)和二次轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)電流或電壓傳感器組成，用以傳輸正比于被測(cè)量的量供給測(cè)量?jī)x器、儀表和繼電保護(hù)或控制裝置；電子式互感器不限制其傳感器的種類，只是對(duì)它的二次輸出進(jìn)行規(guī)范。,電子式互感器,電子式互感器一般由傳感器、轉(zhuǎn)換期、傳輸系統(tǒng)及二次轉(zhuǎn)換器等單元構(gòu)成；按輸入信號(hào)種類分為電子式電壓互感器 （EVT）和電子式電流互感器(ECT);按輸出信號(hào)種類分為模

28、擬信號(hào)輸出的電子式互感器和數(shù)字信號(hào)輸出的電子式互感器。無(wú)論是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，電子式互感器誤差的定義和誤差測(cè)試與傳統(tǒng)的不同。,IEC61850-9-1標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,電子式互感器,,3.交流特高壓設(shè)備帶電考核場(chǎng),美國(guó)、意大利和日本等國(guó)在開展特高壓工程研究中，十分關(guān)注設(shè)備的長(zhǎng)期帶電考核。日本東京電力公司于1996年建立新榛名特高壓變電站包括1000kV變壓器和GIS，設(shè)備長(zhǎng)期帶電考核，做到了模擬實(shí)際運(yùn)行狀況，是一個(gè)設(shè)備考核比較全面的考核場(chǎng)

29、。,日本1000kVGIS帶電考核場(chǎng),,日立公司的1000kV/8kA升流裝置,,交流特高壓設(shè)備帶電考核,國(guó)網(wǎng)特高壓交流試驗(yàn)基地坐落在鳳凰山500kV變電站旁邊。1000kV變壓器出線經(jīng)避雷器、電容式電壓互感器、隔離開關(guān)和支柱絕緣子進(jìn)入“日”和“口”組成的構(gòu)架區(qū)域，分別接入一條1000kV單回試驗(yàn)線段和一條同塔雙回試驗(yàn)線段。,1000kV試驗(yàn)線段出線構(gòu)架,,4. 特高壓直流電壓測(cè)量裝置,作用：直流極母線直流分壓器測(cè)量直流極母線直流電

30、壓直流中性母線分壓器測(cè)量中性母線直流電壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)，包括控制、保護(hù)、測(cè)量、錄波等,直流分壓器,直流電壓測(cè)量裝置多為電阻分壓器加直流放大器，稱為直流分壓器。直流分壓器基本為純阻性元件，并采取有效的均壓措施電壓傳感器的主體是直流電阻分壓器,直流分壓器原理圖,,電容C11和C21提高分壓器瞬態(tài)響應(yīng)特性,低壓測(cè)量單元,分壓?jiǎn)卧譃楦邏翰糠趾偷蛪翰糠?，根?jù)分壓比例，通過(guò)低壓輸出電壓反映一次電壓低壓測(cè)量部分采用雙回路測(cè)量，確?？煽啃?/p>

31、,試驗(yàn)與檢修,型式試驗(yàn)出廠試驗(yàn)預(yù)防性試驗(yàn)日常維護(hù)項(xiàng)目,型式試驗(yàn),雷電沖擊試驗(yàn)濕的開關(guān)脈沖試驗(yàn)：極母線分壓器濕的直流耐壓試驗(yàn)：極母線分壓器反向電壓的干式直流耐壓試驗(yàn)和局部放電試驗(yàn)頻率響應(yīng)試驗(yàn)：50-2000Hz高壓電阻測(cè)量：電阻值偏差≯0.1%,試驗(yàn)方法,反向電壓的干式直流耐壓試驗(yàn)和局部放電試驗(yàn)該試驗(yàn)僅適用于極母線分壓器。試驗(yàn)電壓：最大持續(xù)直流電壓Udmax的1.25p.u.試驗(yàn)方法：在分壓器元件上加一個(gè)反向直流電壓

32、，持續(xù)時(shí)間90min；將電壓轉(zhuǎn)向，持續(xù)時(shí)間90min ；再轉(zhuǎn)向45min；持續(xù)下去直到持續(xù)時(shí)間為1min或2min為止。試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行局部放電試驗(yàn)。,預(yù)防性試驗(yàn),電壓限制裝置功能驗(yàn)證 不超過(guò)1000V絕緣電阻表測(cè)試分壓電阻、電容值測(cè)量 電阻型的初值差不超過(guò)±2% 阻容性的初值差不超過(guò)±3%分壓比校核：簡(jiǎn)單確認(rèn)試驗(yàn)油中溶解氣體分析(充油型),5. 特高壓直流電流測(cè)量裝置,分類：零磁通

33、直流電流互感器安裝于中性母線處，測(cè)量中性母線各處直流電流。直流光電流互感器三-常、三-廣、三-滬換流站安裝于直流場(chǎng)和閥廳。,零磁通直流電流互感器,零磁通電流互感器是一種高精度、無(wú)節(jié)點(diǎn)的電流測(cè)量元件，可以在毫安至千安級(jí)測(cè)量范圍內(nèi)保持測(cè)量精度，具有很高的穩(wěn)定性和大的信噪比，時(shí)間響應(yīng)快，有良好的動(dòng)態(tài)性能?；驹硎腔诖磐▌?shì)平衡，精度值取決于負(fù)載電阻和輸出放大器。,工作原理,電流互感器的環(huán)形鐵芯T帶3個(gè)繞組，第一個(gè)繞組N1流過(guò)一次電流

34、建立一個(gè)磁通勢(shì)，第二個(gè)繞組N2建立一個(gè)放大器輸出端作為高增益的積分器，它流過(guò)電流產(chǎn)生的磁通勢(shì)與第一個(gè)繞組N1產(chǎn)生的磁通勢(shì)抵消取得平衡。第三個(gè)繞組N3是一個(gè)非常靈敏的繞組，鐵芯中任何磁通勢(shì)的不平衡都將產(chǎn)生磁通的變化，在該繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓來(lái)調(diào)節(jié)第二繞組中的輸入電流，使磁通勢(shì)重新達(dá)到新的平衡。,零磁通電流互感器原理圖,,補(bǔ)償繞組,磁通穩(wěn)定器,電磁力平衡探測(cè)器,各元件特性,補(bǔ)償繞組：N4、N5匝數(shù)相等，校核時(shí)N5斷開作為校核輸入端。鐵芯T3

35、：磁通穩(wěn)定器(電磁積分器)，該繞組感應(yīng)電壓被功率放大器消除。放大器可通過(guò)調(diào)節(jié)二次側(cè)電流與測(cè)量電流一致，維持鐵芯的安匝平衡。鐵芯T1、T2：電磁力平衡探測(cè)器，連續(xù)檢測(cè)安匝平衡的慢速偏差，消除功率放大器擾動(dòng),光電直流分流器,光電流互感器的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)絕緣油、不含鐵芯沒(méi)有磁飽和及磁滯現(xiàn)象、抗電磁干擾能力強(qiáng)光電流互感器分類：無(wú)源型、有源型有源型：500kV直流換流站內(nèi)廣泛使用無(wú)源型：部分變電站開始掛網(wǎng)運(yùn)行,有源型方框圖,,羅戈夫斯基線圈采集

36、,光纖傳輸,有源型工作原理,信號(hào)采集單元：采樣直流回路中的電流值光電轉(zhuǎn)換模塊：實(shí)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)的發(fā)送。光電轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)的電子元件通過(guò)光纖由位于控制保護(hù)屏內(nèi)的光電源單獨(dú)供電。光纖回路：信號(hào)傳輸，分別傳輸數(shù)據(jù)和能量光接收模塊：接收光纖傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，通過(guò)模塊處理器芯片的檢驗(yàn)控制送出。,無(wú)源型方框圖,,無(wú)源型工作原理,從發(fā)光二極管產(chǎn)生的光線進(jìn)入光纖，起偏后被分成兩束正交偏振光。這兩束光經(jīng)過(guò)1/4波長(zhǎng)的波板后被分別轉(zhuǎn)換為左偏振

37、光和右偏振光，隨后進(jìn)入載流感應(yīng)區(qū)，經(jīng)反射板反射后再沿原路返回，最終進(jìn)入檢測(cè)單元。,思 考 題,特高壓系統(tǒng)中如出現(xiàn)了操作過(guò)電壓時(shí)，為了測(cè)量這種過(guò)電壓波形和峰值，對(duì)測(cè)量裝置有哪些基本要求？,第1章 交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備,一、試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)形式及主要參數(shù) 1.工頻高壓的產(chǎn)生方法 高電壓試驗(yàn)變壓器 串聯(lián)(或并聯(lián))諧振發(fā)生器 倍頻發(fā)生器,2.試驗(yàn)變壓器的基本特點(diǎn),電壓高 以220kV電力變壓

38、器試驗(yàn)值為例：,,2.試驗(yàn)變壓器的基本特點(diǎn),容量小 由試品容量決定， 試變-容性負(fù)載、電變-感性負(fù)載設(shè)：,,,試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù),,,常見試品電容量,,,2.試驗(yàn)變壓器的基本特點(diǎn),漏抗大 抗過(guò)電壓能力小 溫升、電動(dòng)力、工作時(shí)間影響小 試驗(yàn)變壓器應(yīng)重點(diǎn)解決絕緣問(wèn)題,3.試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)形式,按繞組形式分：圓盤形和圓筒形 按外殼材料分：鐵殼式和絕緣筒 按套管數(shù)量分：?jiǎn)翁坠芎碗p套

39、管 體積與重量∝ u3 ,單臺(tái)電壓不宜太高 采用串接方式輸出更高電壓,二、單級(jí)試驗(yàn)變壓器,1.基本試驗(yàn)回路各器件的作用試品電容量、試變?nèi)萘?、?duì)濕閃污閃的要求,2.試變運(yùn)行的幾個(gè)問(wèn)題,①容升現(xiàn)象,2.試變運(yùn)行的幾個(gè)問(wèn)題,②非零值合閘過(guò)電壓③試品閃絡(luò)引起的恢復(fù)過(guò)電壓④試變輸出電壓波形的畸變?cè)囎冭F芯的非線性，勵(lì)磁電流呈非線性，在調(diào)壓器漏抗上產(chǎn)生高次諧波，試變輸入為非正弦波負(fù)載為電容性，對(duì)高次諧波阻抗小，

40、回路高次電流增大，畸變加強(qiáng)結(jié)論：除了試變鐵芯的非線性磁化曲線外，調(diào)壓器和變壓 器漏抗以及電容性負(fù)載是輸出電壓畸變的主要原因,三、串級(jí)試驗(yàn)變壓器,1.具有絕緣變壓器的串級(jí)線路串級(jí)結(jié)構(gòu),串級(jí)試驗(yàn)變壓器,設(shè)備利用系數(shù) N 級(jí)串級(jí)線路,,2.具有累接繞組(自耦式)的串級(jí)線路,單套管串級(jí)線路,具有累接繞組(自耦式)的串級(jí)線路,雙套管串級(jí)線路,3.降低試驗(yàn)變壓器短路電抗的方法,①兩個(gè)低壓繞組供電 ②采用平衡繞組,4.短路

41、電抗的計(jì)算,漏抗大(4.5~9%)內(nèi)阻大輸出能力低波形畸變串級(jí)總漏抗(22~40%)大于各單臺(tái)之和,,① 短路試驗(yàn),,,② 兩級(jí)漏抗計(jì)算,,,,,,兩級(jí)漏抗計(jì)算(標(biāo)么值),串級(jí)輸出電壓：,,,,,,兩級(jí)串級(jí)變壓器實(shí)例,第一級(jí)變壓器 第二級(jí)變壓器,,,,,,,,兩級(jí)串級(jí)變壓器實(shí)例,實(shí)測(cè)：第一級(jí)變壓器短路阻抗 第二級(jí)變壓器短路阻抗串級(jí)變壓器總漏抗,,,,,,,,,,,,③ 三級(jí)漏抗計(jì)

42、算,等 值 電 路,,,短路電抗計(jì)算,,,短路電抗計(jì)算,,,,四、調(diào)壓設(shè)備,1.基本要求：滿足精確調(diào)節(jié)平滑調(diào)節(jié)、電壓容量、正弦波輸出、 漏抗小、 電壓上升速度可調(diào)、 簡(jiǎn)單可靠便宜、三相結(jié)構(gòu),2.調(diào)壓設(shè)備分類,自耦調(diào)壓器 漏抗小、容量小、輸出電壓低、價(jià)格便宜移卷式調(diào)壓器電動(dòng)發(fā)電機(jī)組 頻率穩(wěn)定、波形良好、電壓調(diào)節(jié)范圍寬、與外界無(wú)電聯(lián)系、投資大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜感應(yīng)調(diào)壓器 平滑調(diào)節(jié)、容量大、漏抗大

43、、價(jià)格高,3.移圈調(diào)壓器的工作原理,調(diào)壓器結(jié)構(gòu) 輔助線圈1、主線圈2、補(bǔ)償線圈3、短路圈4,調(diào) 壓 原 理,φ1在各線圈的感應(yīng)電勢(shì) E11，E14φ2在各線圈的感應(yīng)電勢(shì) E22，E23，E24φ3在各線圈的感應(yīng)電勢(shì) E41，E42，E43，E44各線圈中總的感應(yīng)電勢(shì),,調(diào) 壓 原 理,∵線圈2和線圈3異名端相連成自耦式∴調(diào)壓器輸出總電勢(shì)動(dòng)圈在不同位置時(shí)，輸出電壓隨φ4的變化而改變,,移卷式調(diào)壓器特點(diǎn),容量大鐵

44、心不飽和自身不產(chǎn)生高次諧波電流磁阻大空載電流大,調(diào)壓器漏抗特性,,五、諧振式交流發(fā)生裝置,⒈串聯(lián)諧振裝置,串聯(lián)諧振裝置,,,,,,,串聯(lián)諧振裝置的特點(diǎn)1,電源輸入容量減小串聯(lián)諧振電路的電源輸入容量是很小的，因?yàn)檎麄€(gè)電路中只有電阻損耗需由電源供給。設(shè)：試品0.0127μF 電壓250kV，電流為1A（共250kVA） 電路的Q為50(典型值) 勵(lì)磁變壓器輸出電壓 輸入容量

45、 勵(lì)磁變壓器5kV，5kVA,,,,,,,,串聯(lián)諧振裝置的特點(diǎn)2,電壓波形在串聯(lián)諧振電路中，在諧振條件下，由于整個(gè)電路一般具有較高的質(zhì)量系數(shù)Q，50Hz基波分量得到明顯提高，其它電壓諧波分量最顯著地被衰減掉。同時(shí)，電抗器本身的磁通密度選得較低，可避免波形畸變，因此，輸出電壓Uc的電壓波形正弦性很好，例如，假如電源電壓波形的失真度已有10%，經(jīng)過(guò)諧振電路，輸出電壓Uc波形的失真度可達(dá)到小于0.5%。,,,,,,串聯(lián)諧振裝置的特點(diǎn)3,短

46、路電流減小若被試品發(fā)生閃絡(luò)或擊穿時(shí)，試品被短路，諧振被破壞，短路電流為設(shè)：試品電容0.0127μF 電壓250kV，電流1A 諧振電抗器的感抗則：短路電流,,,,,,,,串聯(lián)諧振裝置的特點(diǎn),短路電流減小與傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器比較，250kV、1A的試驗(yàn)變壓器的短路阻抗典型值為8%，如果用在并聯(lián)諧振電路時(shí)也是一樣，試品擊穿時(shí)的短路電流：,,,,,,,短路電流減?。。。?由于試品擊穿時(shí)短路電流反而減少，使電源

47、電路中的過(guò)電流保護(hù)失去作用。在近年來(lái)新生產(chǎn)的串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置中，除手動(dòng)切斷電源外，還裝有放電檢測(cè)器，將試品擊穿時(shí)電壓突變的信號(hào)（自電容分壓器引出），使一只小閘流管導(dǎo)通，通過(guò)繼電器將輸入電源電路切斷。,,,,,,串聯(lián)諧振裝置的特點(diǎn)4,暫態(tài)過(guò)電壓 使用傳統(tǒng)的試驗(yàn)變壓器時(shí)，當(dāng)試品發(fā)生閃絡(luò)，在多數(shù)情況下會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)電壓，其幅值往往超過(guò)試驗(yàn)電壓值在串聯(lián)諧振電路中，試品閃絡(luò)時(shí)，電路諧振被破壞，電壓明顯下降，接著恢復(fù)電壓緩慢上升，因此不能發(fā)生暫態(tài)

48、過(guò)電壓,,,,,,串聯(lián)諧振裝置的特點(diǎn)5,產(chǎn)生振蕩操作脈沖電壓對(duì)串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備突然接通電源，并在高壓側(cè)加裝一個(gè)放電間隙，可以產(chǎn)生振蕩脈沖電壓，用來(lái)對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。用振蕩脈沖電壓法具有較易發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)可動(dòng)金屬粒屑的特點(diǎn),,,,,,串聯(lián)諧振裝置的特點(diǎn)5,產(chǎn)生振蕩操作脈沖電壓試驗(yàn)和計(jì)算表明，突然合上電源后約需經(jīng)Q個(gè)周期(50 Hz)，試驗(yàn)電壓才達(dá)到最大值間隙放電后，使試驗(yàn)裝置跳閘,,,,,,⒉并聯(lián)諧振裝置,,,,,,,并聯(lián)諧振裝置

49、,通常 ，故有 ：,,,,,,,,,,并聯(lián)諧振裝置,,,,,,,,,,,,,,六、變壓器感應(yīng)操作沖擊波,特點(diǎn)：由于操作過(guò)電壓的等值頻率高于工頻，持續(xù)時(shí)間較工頻一分鐘短得多，絕緣結(jié)構(gòu)在操作過(guò)電壓下的放電特性、擊穿機(jī)理與工頻，沖擊不盡相同，操作波不引起振蕩，作用的時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于相同電壓來(lái)說(shuō)，線圈將受到比沖擊更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。與工頻相比，操作波則直接引起油隙擊穿，對(duì)于采用小油隙薄紙筒絕緣結(jié)構(gòu)的變壓

50、器更有必要。隨著系統(tǒng)電壓升高，設(shè)備絕緣水平降低，在工頻和倍頻試驗(yàn)中可能會(huì)引起局部損傷，這種殘留性弱點(diǎn)在試驗(yàn)中往往不易發(fā)現(xiàn)，但在長(zhǎng)期工作電壓下，將逐步發(fā)展，導(dǎo)致絕緣擊穿；而操作波發(fā)生的局部放電，則一般不引起殘留性損傷。,感應(yīng)操作沖擊波,特點(diǎn)：操作波波形近于運(yùn)行中出現(xiàn)的電壓，真實(shí)性強(qiáng)，較等效工頻耐壓更趨合理，同時(shí)主縱絕緣均受到考核，具有設(shè)備輕便，示傷靈敏，不需大電源等?，F(xiàn)有工頻或倍頻試驗(yàn)，要?jiǎng)佑谬嫶笤O(shè)備，準(zhǔn)備工作量大，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常舍去這項(xiàng)

51、試驗(yàn)，對(duì)設(shè)備安全將心中無(wú)數(shù)。用操作波試驗(yàn)作為現(xiàn)場(chǎng)變壓器絕緣的檢驗(yàn)手段是必要和可行的。,感應(yīng)操作沖擊波波形,波頭長(zhǎng)；t頭≥100微秒波尾長(zhǎng)；t尾≥1000微秒90%幅值持續(xù)時(shí)間：≥200微秒反峰電壓值：U2M≤0.5 UM≥ μs,,感應(yīng)操作沖擊波的產(chǎn)生電路,,,,三繞組變壓器,,習(xí) 題,工頻試驗(yàn)變壓器輸出端電阻R的作用是什么？畫出兩臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)界線圖，并說(shuō)明其電位分布。造成試

52、驗(yàn)變壓器輸出波形畸變的主要原因是什么？,習(xí) 題,移卷調(diào)壓器的基本特性是什么？說(shuō)明短路式移卷調(diào)壓器的工作原理，并畫出阻抗曲線。工頻試變平衡繞組的作用是什么？,習(xí) 題,工頻試驗(yàn)時(shí)的非零值合閘會(huì)引起什么現(xiàn)象？當(dāng)試品為容性時(shí)，工頻試變測(cè)量繞組的測(cè)量數(shù)據(jù)與試品電壓有差別嗎，為什么？,習(xí) 題,某工頻高壓試驗(yàn)裝置，額定電壓為1500kV，額定電流為1A，由三臺(tái)單相變壓器串接而成。各臺(tái)變壓器高壓繞組中點(diǎn)接鐵芯和外殼，雙套管出線。電源電

53、壓為lOkV，移圈調(diào)壓器輸出為0～1OkV。試求： ①變壓器各繞組的額定電壓和功率； ②變壓器各繞組對(duì)鐵芯、鐵殼的耐受電壓； ③變壓器初、次級(jí)繞組之間的耐受電壓； ④變壓器出線套管的耐受電壓； ⑤變壓器殼對(duì)地的耐受電壓； ⑥輸出端串接保護(hù)電阻的阻值、功率和兩端間瞬時(shí)耐壓值。,課堂練習(xí)(一),一臺(tái)工頻試驗(yàn)變壓器對(duì)試品C＝8000pF試驗(yàn)，已知試品并聯(lián)球隙距離S，查球隙放電電壓表，得到放電電壓

54、為U=450kV，試變變比N＝120，漏抗(折合至高壓側(cè))ZL＝15kΩ，試驗(yàn)時(shí)氣象條件T＝28℃，P＝100kPa，計(jì)算試驗(yàn)變壓器的原邊電壓。,,,,,,第2章 交流高電壓的測(cè)量,工頻(直流)高電壓的測(cè)量測(cè)量方法 直接測(cè)量：測(cè)量球隙、靜電電壓表 轉(zhuǎn)換測(cè)量：高壓分壓器 物理效應(yīng)：光電測(cè)量系統(tǒng),,,第2章 交流高電壓的測(cè)量,測(cè)量誤差：根據(jù)國(guó)標(biāo)要求，測(cè)量系統(tǒng)的總不確定度在±3%以內(nèi) 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)

55、 認(rèn)可的測(cè)量系統(tǒng) 初始性能試驗(yàn) 歷次性能校核和性能試驗(yàn) 性能記錄系統(tǒng)認(rèn)可：性能記錄所涉及到的布置和條件,,,一、測(cè)量球隙,1.放電電壓表球隙為稍不均勻電場(chǎng)，放電分散性小，重復(fù)性好兩張放電表 2.球的布置(球徑S，球隙D)0.05≯S/D ≯0.5，誤差不大于±3%直流電壓下由于靜電吸附作用，誤差在±5%球

56、徑標(biāo)準(zhǔn)，安裝方式,,,3.影響球隙放電的因素,周圍物體的影響照射(U <50kV 或球徑不大于12.5cm)測(cè)量方法(由較低放電電壓值外推至額定電壓)大氣條件的影響 標(biāo)準(zhǔn)大氣條件:氣壓P =101.3kP,溫度t =20℃，濕度H =11g/m3 相對(duì)空氣密度 當(dāng)δ=0.95～1.05時(shí)，δ=k,,,,,4.串聯(lián)保護(hù)電阻,阻尼振蕩限制短路電流阻值選擇0.1～0.5Ω/V高頻電壓下的球隙電容電流

57、較大，降低阻值,,,二、靜電電壓表,1.工作原理(作用直流電壓)平行平板電極，極板間能量單位體積內(nèi)能量設(shè)極板上正負(fù)電荷吸力F，極板位移dl , 則所作功F·dl與極板間能量增量dw =F·dl相等,,,,,,作用交流電壓,設(shè) 交流下 由于極板慣性，一周期內(nèi)F的平均值,,,,,,作用帶脈動(dòng)分量的直流電壓,設(shè)脈動(dòng)分量δU 僅含正弦基波分量，幅值且為δU 則 當(dāng)

58、 時(shí) 當(dāng) 時(shí),,,,,,2.類型與結(jié)構(gòu),絕對(duì)型靜電電壓表 工程用靜電電壓表,,,靜電電壓表,國(guó)產(chǎn)Q4-V型100kV 靜電電壓表 表2-3：國(guó)產(chǎn)高壓靜電電壓表,,,使 用 特 點(diǎn),極間阻抗高 絕緣電阻大 刻度分布不均勻 特別要注意： 防

59、止電暈放電 防止風(fēng)擺,,,三、高壓交流分壓器,1.分壓比：要求：K 為常數(shù),,,,,基本要求,分壓器基本要求：無(wú)感電阻分壓器一般不用來(lái)測(cè)量較高的電壓 阻值大：分布電容的影響 阻值?。何展β蚀螅l(fā)熱,,,,,2.雜散電容的影響,,,,,,影 響 分 析,考慮對(duì)地雜散電容的影響,,,,,影 響 分 析,設(shè)K和C沿高度l均勻分布 單位高度電容 dx段電容

60、 X點(diǎn)微分方程,,,,,,,影 響 分 析,方程的解：,,,,,,,,,,影 響 分 析,,,,,,,,,,,,同時(shí)考慮高壓引線的分布電容時(shí),,,,,,,,,,,,,分布電容的影響,高壓頂端裝設(shè)屏蔽罩分壓器與周圍物體保持一定距離安裝點(diǎn)實(shí)測(cè)分壓比,,,,,,,,,,,,,四、峰值電壓表,平均電流測(cè)量 峰值電壓測(cè)量 電容電流測(cè)量 脈動(dòng)電壓測(cè)量,,,,,測(cè)量平均電流,,,,,,,,,測(cè)量峰值電壓,,,,,,,

61、測(cè)量峰值電壓,,,,,,測(cè)量峰值電壓,直流分量： D導(dǎo)通前的電壓：,,,,,,,,測(cè)量峰值電壓,,,,,,測(cè)量電容電流,,,,,,,測(cè)量脈動(dòng)電壓,設(shè) 的有效值,,,,,,,,,第3章 直流高電壓試驗(yàn)設(shè)備,直流高電壓試驗(yàn)設(shè)備的用途交流大容量試品的試驗(yàn)直流高壓輸電工程其它高壓設(shè)備的直流電源其它技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,一、基本的整流回路,1.半波整流回路(各元件作用、工作電壓) R：限流電

62、阻 D：整流硅堆 C：濾波電容,脈動(dòng)電壓和電壓降落,接上負(fù)載后，輸出為脈動(dòng)電壓，且Umax<Um,三個(gè)基本參數(shù),額定直流電壓(平均值) 額定直流電流(平均值) 電壓紋波因數(shù),,,,脈動(dòng)電壓,計(jì)算脈動(dòng)電壓： 設(shè)Ud、Id已知，在t1～t2期間放掉電荷Q C 放掉電荷產(chǎn)生的電壓脈動(dòng) 電壓脈動(dòng)系數(shù)(規(guī)程規(guī)定S≤3%),,,,,2.倍壓整流回路,(表3-1)

63、,倍壓整流回路,各元件工作電壓帶負(fù)載后的脈動(dòng)電壓和電壓降落,,,電 壓 脈 動(dòng),電壓脈動(dòng)計(jì)算 (與C1無(wú)關(guān)),,電 壓 降 落,電壓降落計(jì)算 C1在t1～t2期間提供給C2和負(fù)載的電荷 T2瞬時(shí)： 電壓降落： (與

64、C2無(wú)關(guān)),,,,平均電壓降落,當(dāng)C1=C2時(shí)，平均電壓降落,,二、串級(jí)直流高壓裝置,1.兩級(jí)串級(jí)回路,兩級(jí)串級(jí)回路,2.各點(diǎn)電位分析 3.各元件最大工作電壓,,,n級(jí)串級(jí)回路,4.輸出波形分析 設(shè)高壓裝置共n級(jí),輸 出 波 形,,輸 出 波 形,充放電的四個(gè)階段t0-t1：D1-Dn導(dǎo)通，左柱向右柱充電，對(duì)負(fù)載放電t1-t2：D1-Dn、 D1’-Dn’截止，C1-Cn對(duì)負(fù)載放電t2-

65、t3：D1’-Dn’導(dǎo)通，右柱向左上柱充電對(duì)負(fù)載放電t3-t4：D1-Dn、 D1’-Dn’截止，右柱對(duì)負(fù)載放電,5.電荷分布,t0-t1占整個(gè)周期的時(shí)間極短，可認(rèn)為全部的負(fù)載電荷都由右柱供給，即 Q1 = Id·Tt2-t3期間，右柱向左上柱充電電荷量由上向下逐級(jí)遞增在一周期內(nèi)，Ck、Ck’的放電量為kQ1,結(jié) 論,輸出為直流電壓，各電容器電流是交變的一周期內(nèi)任一電容器的充放電電荷數(shù)相等各級(jí)電容器的充放電電

66、荷數(shù)不等，越往下越大通過(guò)各硅堆的電荷量相同為Q1,6.脈動(dòng)電壓計(jì)算,第一級(jí)第二級(jí)第k 級(jí)輸出脈動(dòng)電壓為各級(jí)之和令各級(jí)的電容器容量相等或,,,,,7.電壓降落計(jì)算,Cn’充電達(dá)Um，n’點(diǎn)最高達(dá)2Um；Cn’向右柱放電nQ1，n’點(diǎn)電位降低nQ1/Cn’，右柱最高充電 Cn上電壓降 Cn向負(fù)載放電(Idτ1)、(Idτ2)及向Cn-1’充電(n-1)Q1， 左柱Cn-1’最高充電電壓

67、 其中τ1=(t2-t1),τ2=(t3～t2),,,,電壓降落,Cn-1’向右柱充電(n-1)Q1， Cn-1上最高充電電壓 Cn-1上電壓降設(shè)各電容器的電容量相等，且半周期內(nèi)Id(τ1+τ2)=Q1/2 則 一般表達(dá)式,,,,,電壓降落,右柱的電壓降總和為平均電壓降落輸出電壓平均值,,,,8.減少δU 和ΔUd 的措施,①選擇合理級(jí)數(shù) 已知

68、 ，令 解得例：設(shè) 得,,,,,減少δU 和ΔUd 的措施,②取 則 ，對(duì)脈動(dòng)電壓無(wú)影響③從上到下逐級(jí)增加電容量，各級(jí)充放電荷量隨k而增加，可以減少δU 和ΔUP 當(dāng) 則④采用對(duì)稱電路，在正負(fù)半周充電，減少δU 和ΔUd ⑤采用中頻或高頻電源充電,,,