高压电容范文

导语：如何才能写好一篇高压电容，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：感性负载 自动补偿 就地补偿 功率因数 电压叠加 补偿精度 步长

一、概述

在电力系统中，随着变压器和交流电动机等电感性负载的广泛使用，电力系统的供配电设备中经常流动着大量的感性无功电流。这些无功电流占用大量的供配电设备容量，同时增加了线路输送电流，因而增加了馈电线路损耗，使电力设备得不到充分利用。作为解决问题的办法之一，就是采用无功功率补偿装置，使无功功率就地得到补偿，尽量减少或不占用供配电设备容量，提高设备的利用效率。最常见的办法就是采用电容器组提供电容性电流对电感性电流给予补偿，以提高功率因数。目前，在配电系统中，已经普遍使用了低压电容集中自动补偿装置，根据需要，使低压无功功率就地得到补偿。而在高压系统中，目前使用比较多的补偿还是传统的固定式电容补偿装置，集中的自动补偿装置使用还很不普遍。由于传统的补偿方式存在安全性能差、补偿精度低和劳动强度大等问题，大家都希望有一种更加安全可靠、补偿精度更高、自动化水平更高的补偿装置供设计选用。

我们从1995年开始，在天津经济技术开发区二期雨、污水泵站；东海路雨、污水泵站；泰丰路雨水泵站和天津市月牙河雨水泵站等工程中试用6kV高压电容自动补偿装置。经过几年来的使用，证明补偿后功率因数达到0.95以上，自动化水平高，补偿效果满意。得到各使用单位的一致好评。本文结合工程使用情况，就高压电容集中自动补偿装置有关技术问题进行简单介绍。以作抛砖引玉。

二、补偿实施方案和补偿容量的确定

要想得到理想的补偿效果，首先要确定合理的补偿实施方案、准确计算需要补偿的容量。目前常见的补偿方法有传统的固定式电容器组人工插拔熔断器控制补偿容量法；单台设备随机就地电容补偿法和集中电容器自动补偿法。其中传统补偿方法简单，但补偿精度低，劳动强度大，危险性大，受人为因素影响太多。

单台设备就地补偿法就是针对单台设备在当地进行补偿，其优点是从设备需求点补偿，深入到需求补偿第一位置，补偿范围大。其缺点是确定补偿容量困难。既不能过补偿，又必须保证电路不得发生LC谐振和避免发生自激现象。因在计算无功电流时，无功电流主要成分是由电机励磁电流I0，满负荷运行时的无功电流增量ID1、欠载运行时的无功电流增量ID2等组成的。因为随着电动机运行状态的变化，上述各参数都在不停地变化，动态变量变化因素太多，很难确定准确的无功补偿需求量。不同的生产设备在选配电动机时的启动容量裕度各不相同，所以，在设备运行中其电动机的饱和程度各不相同，其欠载运行的无功电流增量ID2各不相同；其次，电动机的实际工作状态随时变化，如：水泵电机随着进水水位、出水水位的变化电动机负载率随时都在变化，无法确定准确的工况。而单台设备就地补偿法在补偿容量确定后，是以固定不变的补偿容量，去平衡随时浮动变化的动态工况，就很难得到满意的高精度补偿效果。

此外，在单台补偿的电容器装置中，补偿电容器是与主机一对一固定配套安装的，随着主机的运行而补偿电容器同时投入运行，当主机停止运行时补偿电容也一齐被切除，各机组之间的电容器相互独立不能互补，电容器得不到充分利用，增加了设备投资。而且，市政工程的特点是运行时间集中、设备容量较大；备用设备的运行利用率更低等。再者，由于补偿电容器随着主机的运行而一齐投入运行，则主机的启动电流与电容器合闸涌流是同时处于最大值，两个电流最大值相加增大冲击电流效应。

如果采用成组设备集中自动补偿法，则补偿容量可根据当时整体运行工况需要，自动投入所需容量，可以达到比较高的补偿精度。随着补偿设备的步长越短则补偿精度越高，如果步长为无级变化则功率因数从理论上讲可以精确到1，这将为高精度准确补偿打下基础。而且不论任何一台电机工作时，补偿电容器均可根据线路总体需要投入运行，使每组补偿电容器得到充分利用。

三、补偿设备步长划分与设备配置

虽然理论上无级自动补偿装置补偿精度可以达到1，但是在一般市政工程实际应用中，为了合理地利用有限的资金投入，并不要求理论上的最大值，只要满足工程精度需要就可以了。所以工程中大多数情况都是由多台设备并列运行，通常设备在4台以上时，如将所需最大补偿电容量分成6~8步等步长容量投入，就可以基本满足工程实际精度需要。如同目前常见的低压电容器自动补偿装置一样，一般分8步等容量投入方案的使用已经非常普遍，其理论可以推广到高压电容补偿装置中使用。但是在高压系统中如果沿用低压补偿的思路，对于采用高压真空接触器控制的方案，仍可采用等容量配置。而对于使用真空断路器的情况而言，则因为真空断路器价格相对较高，所以，在保证相同功能的基础上尽量减少真空断路器的使用数量，对节约投资是有着非常明显的作用的。工程中如果合理选用控制器，可以减少真空断路器数量，例如：对于采用等步长容量分配电容器组的设备组，7步补偿需要7台真空断路器，如果采用1+2+4的不等容量控制器的配置，只需3台真空断路器就可以达到7步等步长容量补偿的效果，其形式为1、2、1+2、4、4+1、4+2、4+2+1。这样既保证了补偿精度又将大大节约设备的一次性投资。

四、保护与控制

高压电容器自动补偿装置的保护和控制，除常规的保护和控制外，还有一些特殊的需要注意的问题。我们在实际工程中遇到的一些在保护系统设计和调试过程中容易忽略的问题，一并在此作简单介绍。在实际工程中，根据电动机数量，一般采用7~8步控制投入。保护系统除过电压、过电流等常规保护外，必须注意采用完善的三相保护，避免因单相故障造成的保护失灵和故障扩大。合理配置限制涌流的电抗器，严格防止电磁谐振现象造成的破坏。

另外，保护系统必须注意补偿电容器在自动投入时，电容器上的电压叠加问题，当一组电容器退出运行后，在再投入前，必须保证其充分放电后再投入运行。保证其在再投入时其上的残余电压值降低到允许的电压范围以内，避免由于再投入时残余电压与额定电压的叠加造成电容器上的过电压损坏。

其次控制系统中，特别需要注意的是工作电源、信号电源等检测量的相位的正确配置。正确的向量配置是设备调试能顺利进行的有力保证和最起码的要求，否则，会给调试工作带来不必要的麻烦和增加许多不必要的工作量，以至于有时可能会调不出正确结论。

控制系统的设计随着使用元件不同结构略有差异。例如：补偿装置的接触器，若使用电磁式真空接触器，开/停为一个信号的1—0状态，若使用机构式接触器或者采用真空断路器时，其开/停必须是两个独立的信号。两种控制各有优缺点，从节能、噪音等不同角度各有不同结论。仁者见仁，智者见智。设计可根据工程具体情况采用经济、合理、实用和技术先进的设备配置。采用机构式接触器或者采用真空断路器时的控制原理见《电容器自动补偿装置控制原理图》。

五、结论

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【关键词】高压电容器 无线传输 自动放电 检测装置

1引言

在电力系统中，根据《电力设备预防性试验规程（CSG114002-2011）》规定，必须按期对高压并联电容器进行一一放电和电容量测试，接线、拆线频繁。该装置研制成功后，无需拆除电容器与放电线圈连线，提高电容器测试工作的效率，避免工作人员恢复接线时误接线带来的设备安全隐患，降低测试安全风险，而且测试过程直接采用无线传输方式进行电容量的测量，操作安全性更高，以解决现有技术中存在的问题。

2高压电容器无线线自动放电检测装置简介

1.高压电容器无线传输自动放电检测装置结构

高压电容器无线传输自动放电检测装置结构原理图如图1所示，主要由1-检测箱，2-无线钳形电流表，3-无线信号接收模块，4-显示屏，5-验电监测按钮，6-放电监测按钮，7-全自动测量按钮，8-残压监测按钮，9-电容测试按钮，10-切换按钮，11-复位按钮，12-红色电压输出线，13-黑色电压输出线，14-电源开关按钮，15-接地螺栓，16-接地线，17-红夹子，18-黑夹子，19-高压电容器。

一种高压电容器无线传输自动放电检测装置，包括检测箱1和无线钳形电流表2，检测箱1上设置有用于接收无线钳形电流表2电流的无线信号接收模块3，无线信号接收模块3连接到控制器，控制器上连接有设置在检测箱1前侧面的显示屏4和功能按钮，功能按钮包括验电监测按钮5、放电监测按钮6、全自动测量按钮7、残压监测按钮8、电容测试按钮9、切换按钮10和复位按钮11，检测箱1上还设置有连接高压电容器19的红色电压输出线12和黑色电压输出线13以及接地螺栓15，验电监测按钮5用于控制控制器上连接的验电检测模块的检测通断，放电监测按钮6用于控制控制器上放电监测模块的检测通断，全自动测量按钮7用于验电检测模块、放电监测模块、残压检测模块和电容测试模块的同时通断，残压监测按钮8用于控制控制器上连接的残压监测模块的检测通断，电容测试按钮9用于控制控制器上连接的电容测试模块的检测通断，切换按钮用于不同监测模块间的直接切换，复位按钮用于监测后屏幕数据的清零。

监测时，通过验电监测模块测试高压电容器带电电压大小，然后通过放电监测模块中的放电电阻进行电容器智能放电，之后通过残压监测模块再对高压电容器进行残压监测，也可直接通过全自动测量按钮实现各个模块的测试，将测试的相关参数直接显示到显示屏上。

2.高压电容器无线传输自动放电检测装置工作原理

无线传输测试电容量：通过检测箱上的红色电压输出线12和黑色电压输出线13连接到高压电容器的两极上供给电压，并通过无线传输钳形电流表安装在高压电容器的正极上进行电流测试，通过电压大小和电流大小就可以计算出高压电容器的电容量大小，无需拆除电容器与放电线圈连线情况下进行高压电容器电容量的测量。

同时还可以实现其他功能，如验电、放电、电容残压测量，音响报警等功能。

只需将操作箱上的切换开关切换至相应测试档位，即可对电容器进行验电、放电、电容残压测量。

放电完毕，声光指示停止，告知试验人员放电已完毕。通过放电监测回路的残余电压指示值，确认放电完毕。

该装置的验电监测装置，通过切换开关并切换到“经电阻放电”位置时，具有声光报警功能。当切换开关切换到“直接放电”位置时，无报警，完成对电容器极间和极对地放电。

该装置可用于实现电容器残余电压的监测及显示同时用于实现电容器的电容量测量，实现验电、放电、残压测量、电容量测试的智能放电功能，实现电阻放电和直接放电智能切换；

3结语

本装置研制成功后，对电力行业有着重大意义，解决了测量中由于各个检测装置分散独立，需要人工反复接线更换检测装置，工作量大，带来误接线的安全隐患的风险，人机功效低，长时间检测，人工需要多次更换检测装置，操作人员容易遗忘检测内容，使后继操作存在触电风险，影响人身和设备安全的问题。

参考文献：

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关键词：500kV；高抗套管；电容量；

中图分类号：TM714.2 文献标识码：A

1概述

某变电站两组运行中的高压并联电抗器，其型号为BKD-50000/500，所附零抗型号为XKD-540/63，在进行第一次预防性试验时，发现其高低压套管末屏对地的电容量与交接和出厂时的数值相差很大，现将其测试数据、原因分析及计算结果介绍如下，供同行借鉴。

2 测试数据比较

500kV高抗套管主屏和末屏的预防性试验结果、交接试验数据如表1：

从表中可以看出，不论是高压侧套管还是低压侧套管，其主屏电容量的预试值与交接时的数据均相差不多，符合《江苏省电气设备交接和预防性试验规程》的规定，而其末屏电容量的预试值与交接数据相关很大。

3 原因分析

500kV高压并联电抗器的套管是电容量型套管，其等值电路如下图：

图1 套管等值电路图

图中：C1-套管主屏电容

C2-套管末屏电容

出厂试验时单独对套管进行测量，主屏电容C1采用正接法施加10kV电压测量，C测=C1。末屏电容C2采用反接法施加2kV电压测量，C测=C2。

预防性试验时，测量套管的主末屏电容量是连同电抗器线圈一起进行的，其等值电路如图2：

当测量高压侧套管主屏电容时，低压侧套管末屏接地，AB两点短接，高压线接A端，测量线接高压侧套管末屏，施加10kV电压，由此可见：套管主屏电容的测量值与末屏电容、低压侧套管电容、线圈对地电容无关，C12测=C11。这就是说，连同电抗器线圈一起测量套管主屏的电容量，其数值应与出厂值和交接值接近，其误差应符合规程规定。

当测量高压侧套管末屏电容时，低压测套管末屏接地，采用反接法，测量线接高压侧套管末屏，施加2500kV电压，此时，C12测=C12+C11串（C线+C21）……（1）。

同理，测量低压侧套管末屏电容时，其测量值就为C22测=C22+C21串（C线+C11）……（2）。

从以上两式不难看出，电抗器高低压套管末屏的测量值肯定要比实际值大。

据此可以推断，交接试验的末屏电容量与出厂值相符的原因是：交接试验是在套管未装上电抗器前单独测量套管所致。

4 计算结果比较

由于C12测、C22测是高低压套管末屏电容器的测量值，是已知数，C11、C21是高低压套管主屏的电容量测量值，也是已知数，C线是电抗器线圈对地电容量，可以根据测量绕组连同套管对地电容的数值计算出，因此，根据式（1）、（2）可计算出高低压套管末屏对地电容量C12、C22。

根据现场的实际测量可知：C线>>C11、C线>>C21，故式（1）、（2）可简化为：

C12测=C12+C11…………………(3)

C22测=C22+C21…………………(4)

即C12=C12测-C11 ……………(5)

C22=C22测-C21 ………………(6)

根据式（5）、（6）分别计算出高低压套管末屏对地电容量列于表2：

从表2可以看出，末屏电容的计算值与末屏交接数据比较，其误差大幅度下降，尤以电抗器高压侧套管末屏电容更为明显，其最大误差为5.8%。电抗器低压侧套管末屏电容量与交接数据比较，误差仍较大，最大为38%。

结束语

单独测量电容型套管的电容量与套管装上电抗器后测量其电容量两者比较，其主屏电容量应无变化，而末屏电容量有很大误差，应经计算后进行比较，方能得出正确数据。电抗器高压侧套管末屏电容量，根据测量值计算出真实值后与原始数据比较误差很小，但低压侧套管末屏电容量根据测量值计算出真实值后与原始数据比较仍有较大误差，这有待在今后的工作中与同行进一步探讨。

参考文献

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【关键词】大容量电机；直接起动；电气软起动装置；电磁调压软起动装置

0 概述

随着国家经济的高速发展，各工业企业生产规模迅速扩大，企业用电设备数量、容量及单台电机最大容量也随之不断增大，用电状况十分复杂对电网有较高要求。大容量电动机主要指额定工作电压为6kV或10kV的电机，容量从几千到几万千瓦不等，为保证大电机起动时自身及电网安全，各种大容量电气软起动装置应运而生，如频敏变阻器、水电阻、热变电阻、晶闸管、电磁调压、变频器等，在工程实践中得到了广泛应用。

1 大容量电动机直接起动的弊端

大容量高压电动机直接起动时电流大，无功需求高，对电网的冲击明显，在供电电网容量受限时，往往造成大电机自身的起动困难，并可能导致其它已运行电气设备等因供电母线压降较大造成跳闸停机甚至烧毁的严重后果。对大电机自身而言，直接起动电流可达 4-7 倍的额定电流，造成电动机绕组温度过高，电机绝缘老化加速，并且过大的起动转矩对被带动的机械造成较大的机械冲击，缩短其使用寿命。

在此情形下，各类电气软起动装置应运而生，但由于用户千差万别，故各类电气软起动装置均有不同的应用市场。

2 高压软起动装置主要类型

高压软起动装置如概述中所述分为多种，下面予以介绍。

2.1 频敏变阻器

频敏变阻器应用于绕线式电机，串接于电机转子回路中，当电机起动时，频敏变阻器的阻抗随着转子电流的频率变化而成正比变化，刚起动时，转子电流频率最大，电动机可获得较大起动转矩，起动后，随着转子电流频率的下降，频敏变阻器阻抗逐步减小，近似地得到恒转矩特性，实现了电机的无极调速，起动完毕后，频敏变阻器经短接退出。

频敏变阻器的优点：

1）能平滑、无级、自动地起、制动；

2）结构简单，坚固耐用，维修方便；

3）价格低廉。

频敏变阻器的缺点：

适用范围小，调节精度不高。

2.2 水电阻起动动装置

水电阻起动利用伺服电机改变浸泡在导电液体（一般由 Na2CO3和水配制）中电极板之间的电气距离， 使水电阻由大到小平滑无级变化，电极板串接于电机起动回路中，电机在起动过程中端电压随极板间距减小逐渐上升至直至全压，实现电机软起动。

水电阻起动的优点是：

1）在软起动过程中不产生高次谐波；

2）价格低廉。

水电阻起动的缺点是：

1）高压电动反电势建立的速率和水电阻变化的速率很难吻合，从而造成了起动电流的斜率很大。

2） 环境温度对起动性能的影响大。水电阻导电的实质是靠离子的移动，电阻大小由导电离子的多少决定，水电阻由 Na2CO3和水配制而成，其溶剂溶解度受外界温度的影响，温度越高溶解度越高，水电阻率越小，温度越低溶解度越低，水电阻率越高，因而水电阻夏天起动电流大（有时高达 5 倍额定电流），而冬天起动困难，严重时需要重新配液方可解决，加上水的蒸发和补充及其它导电离子进入液阻箱，均会引起液体电阻的改变。

3）对环境要求高，水电阻软起动装置不适合于置放在易结冰的现场。

4）液阻箱容积大，其根源在于阻性限流，减少容积引起温升加大，一次性起动后电解液通常会有 10℃-30℃的温升，使软起动的重复性差。

5）控制功能低下，起动时间、停止时间、初始电压、限压范围等主要控制参数均不能方便地调节，移动极板需要有一套伺服机构，它的移动速度较慢，难以实现起动方式的多样化。保护功能不全，无自检、过载保护、电流不平衡、断相等保护。

6）维护困难。须经常维护，须经常加液体以保持液位。在高压回路里加水作业有很大危险性。电极板长期浸泡于电解液中，表面会有一定的锈蚀，需要作表面处理。

7）安全性差。这是该装置最大的隐患，一旦维护不及时，至液位过低，起动时有引起装置爆炸的危险，爆炸后引起高压接地，给人员、设备带来灾难性的后果。在起动时有噪声及电动力致使之震动，特别是在极板运行中易造成导电水飞溅，安全性差。在高压起动回路中，用传动电机及传动机构控制极板运行，一旦控制失灵，后果比较严重。

2.3 热变电阻起动动装置

热变电阻起动利用液体的负温度特性来改变其电阻，所谓负温度特性，即温度越高，阻值越小，温度越低，阻值越大。在起动过程中，将热变电阻器（含液箱、热敏电解液、电极、导流机构等构成）串接于大容量电机的定子绕组中，起动电流流过热变电阻器加热液体，温度升高，阻值减小。起动过程中，回路总阻抗接近不变，从而使得电机起动过程电流较小、稳定且功率因数高。当电机起动完毕后，导流机构快速导出高温液体，使有效电阻区域内液体温度降至常温附近，以利于下一次起动。

热变电阻软起动优点：

1）电极无需动，因而减免了移动电极的伺服机构，减免了伺服机构可能带来的不安全；

2）起动电流较小，一般不大于2.5Ie，有显著的软起动特性；

3）起动时功率因数高，一般可维持在0.8以上，母线压降低，对电网稳定运行有益；

4）同时起动时起动转矩由小逐步增高，使得机械设备起动平稳，无冲击及噪音；

5）价格低廉。

热变电阻软起动缺点：

1）热变电阻为保温，必须把水箱封闭，且采用两层水箱，层与层之间注入变压器油隔离，液体在有限空间内加热，极易发生爆；

2）热变电阻的整个起动过程是不可控制的，谈不上闭环控制；

3）相比于液阻，环境温度对起动性能的影响更加严重；

4）具有一切液态软起动装置的共性，如发热量大、体积大，不能作到免维护；

5）对环境尤其是温度变化的耐受能力较差，难于保证不同环境温度下软起动性能的一致性；软起动功能单一，使适用范围受到一定的限制；不能实现软停止，不能实现带电流突跳的软起动。

2.4 晶闸管软起动

晶闸管软起动装置是利用反并联晶闸管及电子控制电路串接于三相电源与待起动电机之间，利用晶闸管的电子开关特性，通过软起动装置中的单片机控制晶闸管触发脉冲、触发角的大小来改变晶闸管导通程度从而改变其输出电压，进而改变起动电机的定子机端电压。当晶闸管导通角从00开始上升时，电机开始起动，随着导通角的增大，晶闸管输出电压也随之增大，电机转速进一步升高，直至晶闸管全导通，使电机电压接近额定电压，电机起动完毕后，软起动装置被旁路，电机改由工频运行方式。

晶闸管软起动装置优点：

1）起动电流、电压可控；

2）起动过程无级调速，并适应频繁起动。

晶闸管软起动装置缺点：

1）不能根据现场根据综合条件调整起动参数，达不到全面优化的起动效果；

2）起动电压到起动完成时，电压与全压有差距，切换到全压时有冲击；

3）一般只能接入电动机前端；

4）串并联大量的晶闸管，故障点多，维护、检修复杂；

5）价格较为昂贵。

2.5 电磁调压软起动

电磁调压软起动装置是采用一个可变电抗器件做为执行元件接入大电机定子回路，用相对电压较低的晶闸管（或其他电力电子器件），通过电磁转换的原理，调节电抗值，改变电动机的机端电压，从而达到控制电动机的起动过程，达到软起动的目的。

电磁调压软起动装置特点：

1）通过低压控制高压可调压变压， 其性能稳定可靠，耐冲击性能强、噪音小；

2）晶闸管在变压器二次回路，晶闸管无过压风险，无须光纤触发，性能稳定可靠，故障点少；

3）由于变压器的隔离，对电网谐波干扰大大减小，电网侧只有2%左右，（小于国家标准4%），有效克服超大容量的电动机起动时的电磁干扰。

4）与传统的电抗器、自耦变压器比较，起动转矩大，起动过程平稳可控，无二次切换冲击；

5）起动电压可调，可以根据负载的特征，设置较低的起动初始电压，从而电动机的起动电流更低，对电机和机械设备冲击小；

6）当电网容量偏低时，还可并联起动补偿电容，将起动电流控制到1.5倍额定电流，进一步减少对电网的冲击，降低网压降；

7）接线方式灵活，可接于大电机机端侧或中性点侧。

2.6 变频器软起动

变频器软起动方式是指大电机起动过程中既改变变频器输出端电源频率，又改变电源电压的一种起动方式，起动曲线平滑，适用于各种起动条件，是目前最先进的一种软起动方式，但其价格昂贵，并产生高次谐波污染电网，在起动次数较少且电机负载率且工作稳定条件下，选用变频器是不经济的，因而本文不予推荐。

3 采用电磁调压软起动的工程实例

3.1 工程概述

国内某钢铁公司建造两座1250m3高炉，配置两台10kV 19000kW汽动-电动风机（以下简称BPRT风机）及一台10kV 19000kW AV63备用电动鼓风机，外部供电为两路35kV电源。在高炉区设35/10kV变电所一座，配置2×50MVA主变，35kV及10kV均采用单母线分段接线方式，两台19000kW BPRT风机电机分别由35kV变电所两段10kV母线供电，19000kW AV63备用电动鼓风机经切换，可由10kV任一段母线供电以替换该母线段上退出运行的BPRT风机，同时禁止任意两台风机在同一段10kV母线同时工作。

由于风机电机容量很大，直接起动时电流大，母线压降不满足国标要求，经技术、经济比较，设计采用电磁调压软起动方式对上述三台大电机进行软起动，软起动装置内电磁调压部分起动柜为双套（一用一备），三台风机电机起动模式为软起二拖三，为保证风机起动时因功率因数较低（Cos=0.3左右）电磁调压软起动装置配置有专用起动电容器，在风机起动完毕后切除退出。

经工程实践，该套电磁调压软起动装置起动效果良好，达到预期效果。

3.2 电气主接线（见图1）

3.3 BPRT风机（19000kW，1485r.p.m）起动时电气参数表

3.3.1 系统参数

变压器输入电压 35kV 变压器输出电压 10kV

变压器额定容量 50MVA 变压器 10kV侧母线最大短路容量 300MVA

软起动电网电压相对值 0.92（起动补偿后3.3.2 电动机参数

电动机额定功率 19000kW 电动机额定电压 10kV

电动机额定电流 1253A 电动机额定功率因数 0.93

电动机额定转速 1485r/m 电动机最大转矩倍数 1.73

电动机堵转转矩倍数 0.48 电动机转子飞轮距 59720N.m2

3.3.3 负载参数

负载转动惯量 265000N.m2 静阻力矩 8500 Nm

起动最大阻力矩 26500 N.m

3.3.4 电动机起动参数

降压起动电流倍数 2.05 电动机额定容量 21.7MVA

全压起动电流倍数 4.0 电动机额定转矩 122188N.m

额定起动等效阻抗 1.182欧 额定起动等效电阻 0.236欧

额定起动等效电抗 1.17欧 降压起动电流 2568.7A

降压起动容量 44.5MVA 负荷系数 1.02

起动时间 42.2S

4 结论

高压软起动装置多种多样，应根据工程实际状况，考虑电网、工艺设备要求、现场土建条件、业主资金条件等各方面因素进行综合评估，在保证安全、可靠、经济的前提下选用最为合理的方案以保证工程的顺利实施。

【参考文献】

[1]卓乐友.电力工程电气设计手册[M].北京：水利电力出版社，1991.

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关键词：变压器；大容量；高电压；绝缘

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.184

0 前言

经济的快速发展要求机电行业适时的转变发展模式，摒弃不合时宜的高能源生产模式以顺应时展的要求[1]。在此背景下，绝缘技术从理论到具体的机电绝缘结构均得到了较大的发展与进步。绝缘技术的改进降低了火电投资比例，有助于低投入高效益的生产。其中，过电压与绝缘技术、防护技术、测试技术、绝缘结构、高电压和绝缘理论是研究高电压绝缘技术的主要内容。

1 绝缘材料分析

（1）绝缘胶材料。变压器使用的绝缘胶种类很多，具体包括环氧树脂胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯等。

（2）电工用塑料材料。填料、合成树脂、各种添加剂组成了电工用塑料材料，这种材料主要呈纤维状、粒状或粉末状，能够当作电缆电线绝缘保护材料使用。在一定的压力与温度条件下加工后可得电工设备绝缘零部件，且形状与规格多样[2]。塑料中的主要构成是合成树脂，合成树脂对塑料制品基本特性有决定性的作用。塑料可分为两种类型，热塑性塑料与热固性塑料，分类依据为树脂类型的不同。在热塑性塑料中，树脂分子的线型结构不会受热挤与热压影响，不会出现明显的化学、物理性质变化，可溶性依然良好。而热固性塑料则不同，树脂分子受热压影响会变为网状结构，得出不熔、不溶的固体。因此，热塑性塑料具有反复多次成型的特征。

（3）绝缘漆管材料。玻璃纤维与面纱是绝缘漆管的两种底材，绝缘漆管的树脂主要有硅橡胶浆、硅有机漆、改性聚氯乙烯树脂、醇酸清漆、油性绝缘清漆几种类型。

（4）气体绝缘材料。气体绝缘材料不但能够绝缘，还能够发挥保护、冷却、灭弧等作用，因此，气体绝缘材料在电气设备的使用比较常见，甚至气体在部分设备中属于主绝缘材料。液体固体绝缘中普遍存在气体空隙，只是不同绝缘中使用的量不同[3]。气体需具备来源丰富、价格低廉、惰性、热导率高、不燃、液化温度低、绝缘强度高等特点才能用作绝缘材料，其中惰性指的是不会同共存材料反应。

二氧化碳、氮气、空气、六氟化硫及混合气体等是气体绝缘材料的主要类型。气体电介质使用最广的是空气，廉价、分布广阔是空气的特点，用作混合介质的优势表现在物理化学性能稳定、击穿后能自愈、液化温度低等，因此，空气绝缘介质在断路器中使用较多。但空气中存在杂质较多，其氧化作用会在接触金属材料时发生腐蚀反应，而氮气在这方面的稳定性比空气更高，惰性且不会助燃，因此，在电气设备中气体电介质常使用压缩氮气作为材料。六氟化硫击穿场强很高，属于电负性气体，其绝缘强度在0.2MPa气体压力下与绝缘油相当。与空气相比，六氟化硫在均匀电场中是其2.5倍，且灭弧能力是其数10倍，灭弧性能优良。此外，纯净的六氟化硫耐热性与稳定性较好，无毒性，不会在500℃下分解，同卤素、碱、酸、水、绝缘材料不会在150℃条件下作用。因六氟化硫有诸多优点，在高压电气设备中的使用日益受到重视，使用越来越广泛。超过两种以上的气体组成了混合气体，纯六氟化硫与六氟化硫混合气体二者的电气强度相比，后者更优更明显，且价格更为经济，其中被认为有很大发展前景是六氟化硫与氮气的混合气体。

在放电电压以下，气体的绝缘电阻通常非常高，即使出现绝缘破坏也能自行恢复。其不足主要是绝缘屈服值较低，与固体相比较差。在电气设备中气体绝缘材料主要担负着绝缘任务，适用于高频、高压绝缘，主要是因为这一材料具有小损耗、小介电常数以及小电导。

2 技术类型分析

（1）少胶粉云母脂环氧VPI绝缘技术。少胶粉云母脂环氧VPI绝缘实际作用的发挥需要辅助使用VB2645树脂，并引进专门TMEIC绝缘，这一技术类型成品的获得需经过稀释、合成等操作，合成需有专门的工艺，成品获得过程通常需要使用浸渍树脂、固化剂。

（2）LD.F绝缘技术。这一绝缘技术有较多分类，主要得益于长期的发展与完善，其中包括抵压机电绝缘，以变频电机、同步电动机等作为低压机电绝缘的代表[4]。LD.F绝缘有非常明显的优势，如电气性能好、稳定性强、耐热性强、绝缘厚度非常薄等，其优势已然得到了普遍的认可，有助于降低安全隐患。LD.F绝缘工艺简单，运行可靠安全，易于掌握，能够实现净化生产与能源的节约，是对当下无污染生产要求的积极贯彻，自然得到了大力的推广与使用。在不断的实践与研究中，LD.F绝缘不断的提升、不断的创新，现阶段其发展的方向为向6kv和10kv减薄机缘厚度，理想的减薄厚度为1.0mm，而低于2.0mm 为10kv单边绝缘的理想厚度。现阶段，虽LD.F绝缘的使用有较好的效果，但市场需求并不会停滞不前，因此仍需不断的完善与发展，提高技术使用的适应性。

（3）多胶模压绝缘体技术。这一体系的主要构成是通过多胶粉云母带连续式绕包、模压成型，在交流电机行业中推行，效果较好。虽多胶云母有诸多种类，但以环氧多胶粉云母带使用最多，此外，VPI体系类型也较为常见。在我国，尤其是在机电制造业这一绝缘体非常受欢迎，国内大多数公司都选择使用这一绝缘体。在经济全球化影响下，技术合作交流增多，通过各国间的交流引进了不少关联技术，国内的不少绝缘材料都是来自于国外公司。在技术更新日新月异的时代，新产品更新换代非常快，以LD-F绝缘体系为例，LD-F绝缘体系使用的材料是少胶单面补强高定量鳞片，这种材料比较稀有，此外，补强材料为聚酯薄膜材料与的玻璃纤维材料两种。渗透性强、含量高是云母的优点，固化树脂效果较好，能有效防止流失，作为备选材料十分优良。

3 结束语

单靠传统的绝缘材料难以实现高压大容量变压器理想的稳定与可靠状、运行，因此，需积极应用新的绝缘技术与绝缘材料，加大研发力度与投入，不断的提高绝缘技术水平，优化绝缘体系性能，为高压大容量变压器运行的稳定与安全提供保障，更好的满足生活生产的需求。

参考文献：

[1]刘复林，韩延纯.大型电力变压器常见故障和状态检修要点[J].黑龙江科学，2015（03）：21+25.

[2]常非，赵丽平.高压大容量五电平变换器在RPC中的应用[J].电力系统及其自动化学报，2014（09）：40-45.

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1、微波炉高压电容器的额定工作电压通常为1800～2200V，电容量在0.8～1.2μF，并且电容器的内部都并接着一个10～12MΩ的高阻电阻，其作用是在关机后自动泄放电容器上的电荷。

2、高压电容与高压二极管组成半波倍压整流电路，为磁控管提供直流阳极高压。高压变压器的次级高压绕组输出2100V左右的交流电压，经高压电容和高压二极管倍压整流后，获得4000V左右的直流高压供给磁控管的阳(阴)极使用。由于磁控管的阴极在内、阳极在外，为安全计，通常电路中总是将磁控管的阳极接地，而阴极接负高压。

3、漏磁变压器工作时存在滞后的漏感电流，效率较低；有了高压电容后，其超前的电容电流会对滞后漏感电流起到补偿作用，因而能使电路的功率因素得以提高、效率上升。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：高压电气；试验；对策

1 高压电气试验的理论概述

1.1 高压电气试验。电气试验一般是指电气设备绝缘预防性的试验，它作为保证电力系统正常稳定运行的有效手段，是电气设备绝缘监督的重要组成部分。高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段，对整个电力系统的发展有着重要的作用。

1.2 高压电气试验的发展动向。近几年来，随着经济的快速发展和科学技术的进步，加之电气设备故障诊断的需要以及计算机技术、信号处理技术等的发展，高压电气试验中采用的新设备和新技术不断增多，新的试验方法也不断引进，国内外的最新技术得到了广泛的应用，从而促进了当前电力系统的稳定发展。首先，高压电气试验的新设备不断增多。随着科技的不断发展，当前的电气设备呈现出设备小巧轻便、抗干扰能力钱、自动化程度高等特点。其次，高压电气试验不断采用新的研究方法。例如，油中溶解气体色谱分析方法，它能够在一定程度上简化分析判断；变压器绕组变形方法，它能够增加诊断的灵敏度；GIS 局部放电的超声波检测频带试验,通过声波信号在GIS 设备外壳上检查设备内部局部放电故障。再次，高压电气试验的新技术不断应用。其中，0.1Hz 超低频试验电源的应用，进一步提高了试验仪器的抗干扰能力；红外技术的应用可以通过监测电气设备对设备故障进行更加准确的诊断。最后，高压电气试验诊断技术不断发展。目前应用最为广泛的是电力变压器故障专家诊断系统。

2 高压电气试验面临的问题

虽然高压电气试验得到了快速的发展，但是高压电气试验在试验过程往往会受到一些因素的影响，从而造成了试验结果和实际情况相脱节，严重时会造成不必要的损失。

2.1 高压电气试验设备和被试设备的接地问题。首先，高压电气被试设备接地不良。高压电器被试设备接地不良容易造成介质的严重损耗，这种问题一般情况发生在电容性的设备上，比如说电压互感器或者耦合电容器等。在变电站里，为了保证线路的正常运行，把电压互感器与线路直线连接。如果电气设备的接地开关或者连接线接触不良，就如同在电容器上串联了一个等量的电阻。比如说如果电容量为 C，电容器的介质损耗因数为 tgδ，等值串联电阻为 R，那么关系式为：tgδ=ωCR。但是如果当设备接地不良的情况出现后，电容器的电容量越大，它所产生的损耗就会越大，进而会造成被试设备介质损耗超标的情况。

其次，高压设备在使用 TV 和 TA 时，二次回路接地不良。在测试高电压的运行过程中，必须要使用，TV 和 TA。在一般情况下，TV和 TA 的交互应该遵循电磁感应定律，但是在他们实际的交互过程中，TV 和 TA 的二次绕组会出现接地不良的情况，这样一来，实际反映出来的数值对铭牌值而言出现了偏差。由于高压电气设备中的 TV 和 TA 的一次绕组和二次绕组与地面两者之间存在着分布电容，如果在二次绕组不接地的情况下，二次绕组上的感应电压往往会在表计和地面之间产生杂散电流，这样就会产生错误的指示值。

2.2 高压电气试验中引线所引起的问题。首先，高压电气设备中避雷器的引线问题。在一次高压变电所的检修试验中，一台220kV 主变中性点避雷器在试验过程中被检修人员将引线断开，但是引线的接头还保留在避雷器上边。最后出现的结果是：75％直流参考电压下的漏电量高达80uA；但是如果把把残留在避雷器上的引线拆下后重新测试，75％直流参考电压下的漏电量小于 20uA。由此可见，高压电气试验中避雷器引线产生的问题是非常巨大的，因此，在具体的高压电气试验实际运行过程中，我们必须把高压部位的引线全部拆除，从而能够更好地防止引线拆除不当引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。

再次，绝缘带引起的问题。在高压电气试验运行过程中，绝缘带具有非常重要的作用。相关实验人员曾经做过一次实验：在测量电容性电压互感器的介质损耗因数的时候，最后测量的结果却不合格，数据出现了明显的偏差。为了找出数据偏差的原因，试验人员采取了各种各样的方法，最后终于得出了一个重要的结论：只有把固定在引线上的绝缘带去除后，所得到的数据才是合格的。如果不把绝缘带拆除，就说明给介质增加了几百兆欧的电阻，影响了高压电气试验的正常运行。

2.3 高压电气试验电压不用引起的问题。首先，电压对介质损耗因数测量数据的影响。相关试验人员在一次 550kV 直流中继站的耦合电容器预防性的试验中，为了避免仪器受到损伤，采取了降低试验电压的方法。后来发现一台电容器的测量结果不合格，为了找出电容器不合格的原因，试验人员采取了各种各样的方法，后来发现，随着试验电压的不断升高，介质损耗因数就越来越小。之所以出现这种现象，主要是由于多个元件串联的耦合电容器中存在连接线接触不稳定的情况，在低压的情况下，氧化层依然完好，出现较大的接触电阻，介质损耗就变大；如果试验电压不断增大，氧化层被融化，接触电阻就会变小，介质损耗就会变小。

其次，电压对测量直流电阻的影响。高压发电机在进行预测性试验的过程中，利用双臂电桥测量转子绕组的电流电阻，测量结果与以往的数据之间存在很大的差距。通过对测量方法的比较分析，相关试验人员发现转子绕组在运行过程中存在导线断裂的情况。如果导线断裂，就会在导线表面出现一层氧化膜，当利用双臂电桥对转子绕组进行测量时，根据电压的强度不同就会出现不同的结果。

再次，高压电气试验电压对测量直流漏电的影响。在高压电气设备导体表面所产生的电晕电流在导体的形状、导体之间的距离确定了之后，与电场强度的大小有着密切的关系。如果外施电压的数值很小时，电晕电流很小，此时对漏电电流的测量所产生的影响也比较小；如果高压试验电压数值变大时，电晕电流就会增大，这时对漏电电流的测量会产生很大的影响。

3 高压电气试验中主要对策

高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段，对整个电力系统的发展有着重要的作用。高压电气设备的试验，是对设备的具体运行状况进行检查和鉴定的重要措施，是进一步了解高压设备绝缘状态以及运行性能的主要方法，针对以上高压电气试验中面临的一些问题和困境，我们要做到以下几点：

首先，搞清高压电气试验设备和被试设备的接地不良问题，我们要高度重视高压 TV和TA 的二次绕组，从测量的准确度和安全度两个方面着手，对其中的某一个端子的接地情况要确认无误。在进行交流耐压的试验过程中，要认真测量试验品的电容电流强度，通过电流的大小来判断高压电气试验电压运行是否正常。

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【关键词】高压；电气设备；绝缘技术

一、引言

绝缘技术，指的是利用电子技术、计算机技术、传感技术，通过对正在运行中的高压电气设备进行信号采集、传输、数据处理、逻辑判断，以此对电力设备在运行状态下，进行带电测试和实时监测、诊断。电力系统的供电其可靠性直接关系到人们的日常生活和生产的用电保障，高压电气设备的正常、安全运行是电力系统正常、安全运行的基础，也是重中之重。随着经济社会的发展，电力系统也紧跟时代的步伐发展起来，与此同时，绝缘技术也应运而生。下面本文就在对绝缘技术分析的基础上，对绝缘技术在高压电气设备中的应用进行探讨。

二、绝缘技术的原理和功能

1.监测对象和参数

高压电气设备绝缘技术是在高压电气设备运行的过程中，利用高压电气设备的工作电压监测绝缘的特征参数。所以，可以准确的反映高压电气设备绝缘的运行状况，进而对绝缘的情况作出精准的判断。绝缘技术根据变电站中不同的电气设备进行监测，监测内容包括：电容量、损耗值、母线电压、绝缘电阻、三相不平衡信号、泄漏电流等参数。随着绝缘技术的不断发展，其监测的电气量也在不断增加。

2.绝缘技术监测的功能

绝缘技术能够对带电设备的绝缘特性参数实时测量，也能够对数据进行分析和处理。

①监测避雷器运行时的阻性电流和容性电流的变化，了解其内部绝缘和阀片老化的情况。

②监测耦合电容器、CVT、套管、电流互感器等容性设备的介质损耗和泄漏电流，了解其内部绝缘老化、受潮、损坏缺陷。

③监测阻抗稳定，不会受到变电站电磁干扰的影响，在系统雷电和操作过电压的作用之下具有自保性，不发生软件损坏和性能变化现象。

④监测绝缘油的内部可燃性气体的变化情况，了解设备内部有没有放电、过热等缺陷。

三、绝缘设备的相关知识

其中对于绝缘设备的分析，则可以从以下几点：

1.避雷器

如今，变电站的避雷器已经没有串联间隙，高压电气设备运行时会泄漏一部分电流经过阀片，加快了阀片的老化速度，而高压电气设备阀片劣化的主要因素就是老化和受潮。监测高压电气设备电流泄漏能够有效地观测高压电气设备的绝缘情况，测量电流反映整体受潮严重，老化初期阻性电流增多，全部电流没有明显变化。高压电气设备正常运行时，通过避雷器的是容性电流，少部分为阻性电流，约占一至二成。阻性分量涵盖：瓷套内部和外部表面的泄漏，阀片泄漏和电阻分量，绝缘支撑泄漏。每当避雷器受潮、阀片的老化、绝缘部件受损、表面有污垢，容性电流没有明显变化，却增加了阻性电流。避雷器主要事故原因是增大阻性电流后，增加了损耗，导致热击穿。

2.耦合电容器、CVT、电流互感器

监测耦合电容器、CVT、电流互感器的介损角正切值是高灵敏度的项目，可发现高压电气设备的绝缘劣化、绝缘受潮、局部缺陷。绝缘受潮占设备的八成以上，因为设备的结构是电容分布均压的，绝缘系数高，绝缘受潮会导致绝缘介损增多，被击穿。

绝缘劣化的基本特征：

①绝缘介损值增加，产生热量导致热击穿，测量介损角可监测介损的变化情况。

②绝缘会有树枝状电、局部放电情况发生。局部放电的量大，在过电压、雷电、绝缘损坏的情况下发生，通过测量能够算出介损。

③绝缘特性能够随着温度的变化而变化。绝缘的大小、型式、状况决定了绝缘温度，相对特定的设计和等级，绝缘劣化使得温度增加，灵敏度和温度非线性增加。所以说，能够影响温度的环境温度、介损、负载等对老化绝缘值的影响明显。

具有电容绝缘的设备，进行介电特性的监测，会发现早期阶段的发展缺陷。发展缺陷的初期，测量介损正切值和增加率一致，具备高灵敏度；发展缺陷的后期，测量电流和电容的变化的情况相同，比较容易监测到发展缺陷。

四、高压电气设备对绝缘技术的应用分析

在工矿企业高压电气设备中采用绝缘技术，具有重要意义。为了确保电气设备的安全稳定运行，并有效预防设备遭到损坏，就需要对电气设备及供电系统进行严格的保护。此外，还要依据实际的情况，对工矿企业电气设备及供电运行的情况加以充分掌握，从而使得工矿企业生产活动的正常运行得到有效保证，以便能进一步提高工矿企业的生产效率。高压电气设备绝缘技术是一项综合科技，集计算机、通讯、高电压、测试为一体，数字信号传输、传感器、状态诊断是核心。高压电气设备绝缘技术的应用，是实现状态检修的必要手段。绝缘技术的应用有助于从原来的定期维修向状态维修过渡。利用绝缘技术进行状态维修可实现：

1.有效防止周期计划检修所引来的弊端，合理计划安排检修，节约维修成本，使得运行设备能保持正常运转，创造经济效益。

2.减少高压电气设备试验和维修的盲目，减少高压电气设备检修过程中引发故障的几率，延长了设备的使用期限，使得设备的维护更加的科学合理。

3.大幅度的减少开关操作和停电时间，提升电力系统的经济性、稳定性、安全性。

4.连续、正确的反映高压电气设备运行时电压的绝缘性能、故障排除，能及时监测到高压电气设备运行过程中的绝缘欠缺，防范突发性绝缘情况的发生，有效提高高压电气设备运行平稳，降低发生事故的几率，明显减少突发性事故。

5.绝缘技术可以弥补预防性试验，将绝缘技术与预防性试验相结合，依据绝缘技术的结果安排布置预试，提高大修周期，是全面推动状态维修的有效措施。

状态维修要掌握和熟知高压电气设备带电工况的绝缘参数，绝缘技术是获取高压电气设备的带电工况绝缘参数的办法。在高压电气设备运行的情况下，监测绝缘的状态参数，并对这些参数比较分析，以此来判定是否检修。其中对于高压电气设备的监督管理，也要求其外绝缘表面不能够出现严重的积污；其瓷套、法兰以及复合外套不能够出现裂纹、放电烧伤以及破损情况；要确保涂敷RTV涂料的瓷外套具有较好憎水性，其涂层不得出现缺损、龟裂以及起皮现象；同时还需要对高压支柱绝缘子定期进行探伤以及检查，以免其出现断裂；在寒冷地区，最好采用涂抹聚硫防水胶等在其电气设备水泥浇装部位。

五、结语

综上所示，高压电气设备绝缘技术能够及时发现和监测出设备内部的绝缘状态，对处理设备绝缘故障，保障电网平稳安全运行起到了至关重要的作用。绝缘技术是电力系统实行状态检修的基础和唯一的技术手段，应大力推广绝缘技术的使用，积累经验，推行高压电气设备状态检修。现如今的计算机、通讯、传感器的不断发展为高压电气设备绝缘技术的发展提供了保证，为研发超高压电力线路绝缘子和开展绝缘技术提供了有力支撑。

参考文献

[1]刘有为，李光范，高克利，杜彦明，张勤，牛晓民，孙维本.电气设备状态维修导则的原则框架[J].电网技术，2009（6）：64-67.

[2]金为祥.有关电力设备绝缘检测技术的探讨[J].科技传播，2012（2）：158-159.

[3]方琼，冯义，王凯，徐阳，曹小龙，邱昌荣.电力变压器用数字化局部放电在线监测系统[J].高电压技术，2011（12）：60-63.

[4]于晓丽，杨小勇，周世新，等.高温气冷堆氦气环境中电气设备绝缘设计研究[J].原子能科学技术，2011（4）：342-343.

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关键词：小型化高压变压器高压电源仿真

引言

高压电源已经被广泛地应用?医学、工业无损探伤、车站、海关检验等检测设备中，也广泛应用于诸如雷达发射机、电子航空图显示器等军事领域。传统的高压电源体积大、笨重，严重影响了所配套设备的发展。目前的高压电源多采用开关电源形式，大大降低了体积重量，增加了功率，提高了效率。特别是高压小功率开关电源，几乎都是开关电源结构。本文所讨论的高压小功率开关电源，是为X射线电视透视系统配套设计的。这种系统是对原始X射线设备的改进，它增加一个叫做图像增强器的设备。这种设备采用电极对电子进行加速和聚焦，因而需要与之相配套的小功率高压电源。

1方案选择

小功率高压电源最常用的例子是电视机的阳极高压发生器，它将几十伏的直流电源，通过功率变换和高压变压器升压，再整流滤波，变为高压输出；另一个应用实例是负离子发生器，常采用晶闸管调压方式。以上两种调压方式都需要一台单独可调的辅助电源，即高、低压组合方式。这样便加大了电源的体积和复杂程度。加之，由于电路结构形式的不同，它们的输出电压范围的调节很有限，需要大范围调节时，只能通过改变供电电压来实现。而X射线增强器的主路电压调节范围近10kV，上述电路形式很难满足要求。本文采用的半桥谐振式开关电源，成功地解决了以上问题。

2技术指标

输入电压220（1±10％）V，（50±0.5）Hz；或宽范围输入电压180～250V。

输出电压／电流

阳极（正）电压/电流

标称值＋25kV/1mA，

电压范围＋23kV～＋32kV；

标称值＋7.35kV/200μA，

电压范围＋6.0kV～＋7.8kV；

标称值＋0.985kV/200μA；

电压范围＋0.8kV～＋1.1kV；

阴极（负）电压/电流

标称值－0.75kV/500μA；

电压范围－0.5kV～－1kV。

以上4路电压连动输出。

稳定度1％。

工作温度范围0℃～＋40℃。

存贮温度范围－40℃～＋55℃。

外形尺寸160mm×135mm×43mm。

图像增强器的电极在加工时不可避免存在有毛刺，在高电压下尖端放电击穿打火。要把毛刺烧掉，需要有较大的电流。这样，一方面要求电源输出功率设计得更要大些，另一方面应有完善的保护措施。

3系统框图及工作原理

25kV小型化高压电源的系统框图如图1所示。

输入的市电经净化滤波后整流成300V左右的直流电压加到半桥电路的MOS管上。控制电路由最常用SG3525芯片组成。控制电路通过高压部件反馈绕组检测输出电压的变化量，产生激励脉冲去驱动功率MOS场效应管，实现稳压输出。

4技术难点及解决办法

4.1体积与绝缘

这种电源是专为X射线增强器配套的，它被安装在X射线增强器底座下一个狭小的空间，因而要求体积小。体积的减小与电路形式的选择，电路的性能及绝缘，散热等问题有直接关系。本电路将功率变换、控制电路等部分和高压部分分开屏蔽放置，并选择高强度的绝缘介质填充高压部分，很好地解决了这个问题。

4.2高频高压变压器

高频高压变压器是高压电源的核心部件。在低压（功率）变压器中，可以不考虑波形的畸变和工作频带的问题，因而可以忽略分布电容的影响。在高频高压变压器中，由于匝数增多,特别是次级匝数增多,当变压器工作频率比较高和电压变化率比较大时，必须考虑分布电容和漏感问题。这时，变压器模型如图2所示。L1为漏感，Cp和Cs分别为初级和次级的分布电容。变压器漏感L1和次级分布电容构成了串联谐振电路。当变压器次级开路或负载较轻时变压器可看成电感,因而与次级分布电容Cs构成并联谐振电路，其等效电路如图3所示。发生谐振时，电容两端的电压会高出工作电压，也就是说变压器内部的电压会高于输出电压。这无形中增大了对变压器的耐压要求。因而在变压器的绕制过程中，要尽量减少分布电容和漏感。假设各层电容相等，绕组共有m层，则分布电容Cs=C（C为次级绕组固有电容，N2为次级绕组匝数）。当次级匝数一定时，次级等效到初级的分布电容与次级的层数有关，层数越多分布电容越小。每一层上的匝数越少，分布电容越小。为了减小分布电容，采取分段分组绕制方式，并增加层数，减小每层匝数。变压器采用马蹄形铁氧体磁芯，其绕制示意如图4所示。

实践证明，分段分组绕制法还较好地解决了高压变压器的绝缘问题。

4.3输入电压范围的调制

工作在高频高压条件下的小功率电源，输入电压范围的调节会出现困难。不但调整率很差，而且在输入电压超过一定值时，电源无输出，或输出电压不稳定。原因是高压小功率电源的占空比很小，工作时的导通脉宽很窄（呈窄脉冲工作状态）。当输入电压升高时，输出能量不变，脉冲宽度变窄，幅度加长。输入电压升高到一定限度，控制电路呈失控状态，无法实现有效的闭环控制，导致整个电路关闭。为解决这个问题，经过分析试验，设计了一个输入电压调节电路，如图5所示。

它实际上是一个输入电压预稳压电路，输入电压经过它，成为基本稳定的电压，再加到主电路（开关电路）上。

经过调试，试验和长期装机应用，证明了该电路的稳定与可靠。表1是设置输入电压调节电路与没有设置时的实测数据。为简化起见，这里只给出输出主电路（25kV）参数。明显看出，加了该电路后，输入电压调整率大大提高，输入电压调节范围也增至250V。

表1输入电压变化对输出电压的影响

输入电压/V

有输入电压调节的输出电压/kV

无输入电压调节的输出电压/kV

180

26.2

22

198

26.4

26.1

220

27

28.5

242

27.5

无输出

250

27.7

无输出

由于上电时，输入端瞬间冲击电流很大，对输入电压调节电路造成危害。为此，还专门设计了输入缓冲电路。

另外，高压电源变压器的变比n大，变压器次级反馈到初级变化率较小，带来的问题是稳压效果不理想。这样,还设计了输出电压预稳压电路。因篇幅有限，实际电路从略。

5开关电路的仿真实验

开关级电路原理图如图6所示。这里开关级的负载是高频高压变压器，它的输入特性与负载的特性有关。在高压小功率应用中，由于输出电流小，负载电阻大，次级整流二极管的导通角很小。为便于建立仿真模型。可忽略负载电阻的影响。

由于应用了仿真技术，大大简化了实验过程，降低了设计周期。用PSPICE仿真程序对图6电路分为轻载10μA和重载1mA两种情况进行仿真，结果见图7(a)和图8(a)。在以后进行的电路实验中，实测的电流波形见图7(b)和图8(b)与仿真的波形基本相符。另外，从仿真波形还可看到轻载时的浪涌电流峰值较大，与重载时几乎相等。变压器空载损耗增加，导致变压器发热，这是需要进一步解决的问题。

6结语

篇10

关键词：高压电气 试验问题 对策

中图分类号：F407.6文献标识码： A

前言

近几年来，随着经济的快速发展和科学技术的进步，加之电气设备故障诊断的需要以及计算机技术、信号处理技术等的发展，高压电气试验中采用的新设备和新技术不断增多，新的试验方法也不断引进，各种最新技术得到了广泛的应用，从而促进了当前电力系统的稳定发展。

1、高压电气试验发展现状的分析

随着科技的快速发展，高压电气试验的设备的更新的逐渐增加，到目前为止，高压电气的设备逐渐的向小巧轻便、自动化的程度高以及抗干扰的能力强等的方向发展。另外，高压电气的试验也随着科技的发展而不断的采用新的研究的方法。比如，在油中的进行的对气体色谱溶解分析的方法，它可以在一定的程度上对分析判断进行简化；对于变压器的绕组进行变形的方法，它可以对于诊断的灵敏度有很高的增加；对于GIS局部的放电的超声波进行的检测频带的试验, 在利用声波的信号对于GIS设备的外壳上，从而对于设备的内部的局部放电故障进行的检查。此外，对于高压电气进行试验的相关的新技术也有不断的应用。在这些新技术里面，0.1Hz的超低频的试验电源是应用非常好的一项新科技，他对于试验仪器的抗干扰能力起着进一步提高的作用；对于红外技术的应用也可以通过对电气设备作用于设备的故障的检测做出了更加准确的判断。在对高压电气的试验以及诊断的技术不断发展的现状下，目前电力变压器的故障专家诊断系统是应用最为广泛的一项系统。

2、高压电气试验存在的问题

虽然现在的高压电气的试验在科学技术的发展和推动下也有了很快的发展，但是对于高压电气的试验在进行试验过程中通常也会受到一部分因素对其造成影响，最终导致试验的结果和实际情况二者之间相脱节，在严重的时侯还可能会造成一些不必要的损失。

2.1高压电气试验设备以及被试设备在接地方面的问题

对于高压电气设备以及被试设备在接地方面的问题主要是从两个方面进行分析：一、高压电气被试设备的接地不良问题。高压电器被试设备的接地不良很容易就会造成介质等的严重的损耗，这类问题通常情况下会在电容性的设备上发生，例如：在电压的互感器或者是耦合的电容器等设备上面发生。在变电站里，为了能够对于线路的正常运行有很好的保证，把电压的互感器和线路的直线进行连接。如果是电气的设备的接地开关或者是电气设备的连接线接触产生不良的现象，就像是在电容器上面串联了等量的电阻。二、对于高压的设备在对TV和TA进行使用的时侯，经常会出现二次回路的接地不良的现象。在对于高电压的运行进行测试的过程中，就一定要使用TV以及TA。在通常的情况下，TV以及TA二者之间的交互要遵循电磁的感应定律，在这二者的实际进行交互的过程中，TV以及TA进行的二次绕组就会出现接地不良的现象，在这样的情况下，实际反映出来的数值相对于铭牌值来说会出现一定的偏差。

2.2高压电气试验中引线方面导致的问题

对于高压电气试验中对于引线方面出现的问题也是从两个方面来进行分析的。一、对于高压电气的设备中避雷器引线中的问题。在进行一次的高压的变电所进行的检修试验过程中，如果220kV的主变中性点的避雷器被检修的人员把引线进行了硬性的断开，但是还把引线的接头仍然放在避雷器的上面。最后会显示这样的结果：在75％的直流参考电压下，漏电量会高达80uA；但是，把残留在避雷器上的引线也进行拆下之后再重新对其进行测试的情况下，就会显示在75％的直流参考电压的漏电量就会低于20uA。因此可以得出这样的结论，在对于高压电气进行试验的过程中，避雷器的引线可能会产生的问题是十分巨大的，所以，在进行具体的高压电气的试验的实际运行的过程中，一定要把整理过的高压部位相关的引线全部进行拆除，以达到能够更好的对于由于引线的拆除不当而引起的电流泄漏和造成微安的电表的刻度的变差进行很好的防止。二、高压电气的绝缘带带来的相关问题。在对于高压电气试验进行运行的过程中，绝缘带起着十分重要的作用。在一次实验里面：在对于电容性的电压互感器的相关介质的损耗因数进行测量的时候，最后测量的结果却显示为不合格，这证明数据出现了显著的偏差。为了能够找出产生数据偏差现象的原因，相关的试验人员对其进行了多种方法进行试验，最终得出了一个关键的结论，总结如下：只有在把固定在引线上的绝缘带去掉之后，才能够得到合格的数据。如果没有对于绝缘带进行拆除，就相当于给介质的电阻增加了几百兆欧，这就会对于高压电气试验的正常运行产生很大的影响。

图2某设备绝缘泄露电流曲线

3 高压电气试验终结时的安全管理措施

高压电气试验全部结束后，工作负责人必须认真检查现场，确认现场无遗留物、工具、接地线扥物品；已拆动的所有引线按照拆除前的相位、顺序连接完好、牢固；为了调试需要面临时推出或改动的保护已正确恢复；工作班全体人员撤离试验现场；工作负责人办理工作终结手续，并将在试验过程中发现的设备问题及处理情况向设备管理单位进行汇报。

4 结束语

由于高压试验的特殊性及危险性，要求试验人员必须具备良好的技能水平和安全意识，二者缺一不可。广大试验人员要加强对试验技术及规程的学习，提高安全意识，严格执行电力安全工作规程，杜绝一切的违规违章操作，才能减少发生人身及设备安全事故的机率，创造出安全生产的良好局面。

参考文献：

[1] 廖银娟.《高压电气试验设备现状分析及技术的改进》——[技术与市场]，广西桂能科技发展有限公司，广西南宁，530007，2011，18（10）.