超低频耐压试验系统研究开发

论文摘要

现阶段,高电压绝缘理论还很不完善,在工作现场的高压电气设备能否满足设计要求,安全可靠地运行,必须经过严格的绝缘试验进行验证。因此高压电气设备的绝缘能力在产品定型、出厂以及运行过程中都应进行严格的绝缘试验,以保证高压电气设备的绝缘性能在现场能够安全可靠地运行。但是传统的工频绝缘试验中针对大电容试品,所采用的试验设备容量很大,且破坏性较大;直流耐压绝缘试验又不能满足实际运行的要求。因此急需研究和开发一种超低频耐压绝缘试验系统,使电气绝缘预防性试验能够可靠有效地运行。正是在这种情况下,本文进行了超低频耐压绝缘试验系统的研究开发,该系统可以对10kV及其以下电压等级的高压电气设备在运行现场进行绝缘试验,试验系统在通过设计频率转换电路将50Hz的电源频率转换为0.1Hz频率,从而将试验设备体积大大减小,方便在工作现场进行绝缘试验,采用该系统对运行中的高压电气设备的进行现场的绝缘试验变得非常方便和容易。试验系统研究开发中以220V、50Hz为供电电源,设计了一种机械手段为主的电压波形幅值能够按正弦变化的调制电路,使其波形的包络线以0.1Hz正弦波的周期变化,然后振荡变化的电压波形应用整流技术,再经滤波得到最后试验电压的电压波形,其频率为0.1Hz,试验电压的大小可以经过调压器输出0-220V可调电压供给试验变压器产生0-50kV的试验电压。为了确保试验系统安全可靠的现场运行,整个试验系统使用计算机控制,系统采用了以PIC单片机为核心控制芯片对超低频耐压试验进行控制、保护及有关参数测量,设计了相关的各个功能电路,使系统具有试验电压的产生与整定功能,试验仿真结果表明该试验系统测量准确,定时电路准确,保护环节完善可靠,可以得到理想的超低频试验电压波形。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超低频耐压绝缘试验的意义
• 1.2 课题的国内外研究和应用概况
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.3.1 系统的构成
• 1.3.2 技术路线
• 1.3.3 试验系统的主要技术参数
• 第二章 系统电路设计
• 2.1 试验控制系统结构原理及设计
• 2.1.1 主回路设计
• 2.1.2 主回路试验原理
• 2.2 试验电压调制电路
• 2.2.1 调压器电路设计
• 2.2.2 调幅电路设计
• 2.2.3 整流触发电路设计
• 2.2.4 滤波电路设计
• 2.2.5 试品电容的放电技术
• 2.3 测量电路设计
• 2.3.1 试验电压的测量
• 2.3.2 电压检测、采集电路设计
• 2.3.3 电流检测、采集电路设计
• 2.4 启动停止控制电路设计
• 2.5 保护电路设计
• 2.5.1 过电压保护
• 2.5.2 试品击穿保护
• 2.6 显示电路设计
• 2.7 定时电路设计
• 2.8 试验控制系统
• 2.9 小结
• 第三章 系统程序设计
• 3.1 概述
• 3.2 主程序设计
• 3.3 测量、保护程序设计
• 3.4 定时程序设计
• 3.5 显示程序设计
• 3.6 小结
• 第四章 系统仿真研究及波形分析
• 4.1 系统仿真研究
• 4.2 波形分析
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢