特高压直流电压互感器现场校验平台及其校验方法
阅读说明：本技术 特高压直流电压互感器现场校验平台及其校验方法 (Special high-voltage direct-current voltage transformer field calibration platform and calibration method thereof ) 是由 黄奇峰 卢树峰 张亦苏 王忠东 徐敏锐 纪峰 杨世海 陈刚 赵双双 孙军 陆子刚 于 2021-07-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种特高压直流电压互感器现场校验平台及其校验方法,用于直流互感器校验工作,涉及直流互感器校验领域。本发明包括控制电源、变压器、倍压发生器、直流标准装置以及平台,其中倍压发生器和直流标准装置采用分级绝缘设计,分为上级发生器F-(1)、上级直流标准装置H-(1)和下级直流标准装置H-(2)、下级发生器F-(2)。下级倍压发生器和控制电源、变压器以及下级直流标准装置组合可满足超高压直流电压互感器校验需求；上、下级倍压发生器、直流标准装置、控制电源、变压器以及平台组合可满足特高压直流电压互感器校验需求；本发明实现了特高压直流电压互感器校验电源的小型化设计,使用灵活、便捷,特别适合于特高压或超高压直流电压互感器现场校验工作。(The invention discloses an extra-high voltage direct-current voltage transformer field calibration platform and a calibration method thereof, which are used for direct-current transformer calibration work and relate to the field of direct-current transformer calibration. The invention comprises a control power supply, a transformer, a voltage doubling generator, a direct current standard device and a platform, wherein the voltage doubling generator and the direct current standard device adopt a graded insulation design and are divided into a superior generator F 1 Upper level DC standard device H 1 And a lower level DC standard device H 2 Lower stage generator F 2 . The combination of the lower-level voltage doubling generator, the control power supply, the transformer and the lower-level direct-current standard device can meet the requirement of the calibration of the ultrahigh-voltage direct-current voltage transformer; upper and lower stage voltage doubling generationThe combination of the device, the direct current standard device, the control power supply, the transformer and the platform can meet the check requirement of the extra-high voltage direct current voltage transformer; the invention realizes the miniaturized design of the extra-high voltage direct-current voltage transformer calibration power supply, is flexible and convenient to use, and is particularly suitable for the on-site calibration work of extra-high voltage or extra-high voltage direct-current voltage transformers.)
技术领域
本发明属于直流互感器校验技术领域，具体是涉及特高压直流电压互感器现场校验平台及校验方法。
背景技术
特高压直流电压互感器是直流特高压电网的关键设备，为直流特高压电网的控制、保护、测量提供电压信号。其提供信号的准确性，将直接影响直流特高压电网的安全、稳定、经济运行。特高压直流电压互感器需解体运输到现场安装，在拆解、长途运输、现场安装等过程中，可能发生部件损坏、安装错误等情况，影响特高压直流电压互感器的准确性，从而威胁特高压电网的运行，因此在直流互感器的运行开展校验尤为重要。
此前针对直流电压互感器的现场试验一般采用简易设备在小电压(10％额定电压下(UN))对直流互感器的极性和变比进行粗略检查。实际下，直流电压互感器随着电压的变化其误差会发生变化，小电压下测量直流电压互感器的误差难以真实反映直流电压互感器的运行情况。只有在全电压范围内进行校验，才能准确判断出直流电压互感器的测量准确度是否满足要求。JJG 1156-2018《直流电压互感器检定规程》也对直流电压互感器现场校验的校验点作出了明确规定。
特高压直流电压互感器现场校验的技术难度大，对试验设备要求高，目前在全电压下特高压电压互感器现场校验的研究不多，也未见相应的现场校验装置。特高压直流电压互感器现场校验装置由校验电源、标准器以及误差测量装置组成，其中校验电源是校验系统的关键组成部分，需按照规程要求产生10％UN、20％UN、 50％UN、80％UN、100％UN试验电压，提供给被试直流电压互感器和标准电压互感器。特高压直流互感器已有实验室校验设备，实验室试验设备的体积十分庞大且重量重，其中体积最大重量最重的为特高压直流互感器试验室校验电源，其高度超过12米，重量超过10吨。
现有的特高压直流互感器在小电压测量的方式难以满足现场校验的准确度要求，如将特高压直流互感器的实验室校验设备运输到试验现场开展工作，受道路限高、现场狭小的场地空间、庞大超重的试验设备等限制，又将面临试验设备运输、摆放、系统搭建等巨大困难。
现有技术中也有通过通过翻转液压机构解决特高压直流互感器现场校验装置运输问题。但均为单级结构，运输时是倒置状态，试验时直立状态，这种倒置运输直立试验，可能倒置硅堆或者电阻移位，可能造成超差甚至影响绝缘。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以完成满足特高压直流电压互感器现场校验需要的校验装置，且使用便捷、灵活、准确、安全系数高，同时可兼容超高压直流电压互感器的现场校验。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
特高压直流电压互感器现场校验平台，包括校验平台底座、上级平台、可带动上级平台上下运动的升降机、下级平台、控制电源、变压器、倍压发生器、直流标准装置；其特征在于：
在校验平台底座一端安装控制电源、变压器，在所述校验平台底座中间段设置上级平台，在所述校验平台底座另一端设置上级平台和直流标准装置；其中，所述上级平台通过可带动上级平台上下运动的升降机进行升降操作；
所述控制电源输入端通过电源线与试验现场电源连接，控制电源输出端与变压器输入端连接；
所述倍压发生器包括下级倍压发生器和上级倍压发生器，下级倍压发生器固定安装在下级平台上，上级倍压发生器固定安装在上级平台上；
变压器输出端与下级倍压发生器输入端连接，下级倍压发生器输出端通过无晕导线与上级倍压电路输入端级联；上级倍压电路输出端与被试品连接；上级倍压发生器和下级倍压发生器串联，与控制电源和变压器协调工作能够产生800kV 电压；在所述倍压发生器上设置均压环。
本发明进一步包括以下优选方案。
所述倍压发生器分级绝缘串联设计，包括下级倍压发生器和上级倍压发生器；上级倍压发生器额定电压为300kV，下级倍压发生器额定电压为500kV；
直流标准装置采用分级绝缘串联设计，分为上级直流标准装置和下级直流标准装置；上级倍压发生器的最低端和下级倍压发生器的最高端平行，通过无晕导线将下级倍压发生器输出端与上级倍压发生器输入端连接；
上级直流标准装置的最低端和下级直流标准装置的最高端平行，通过无晕导线将下级直流标准装置输出端与上级直流标准装置输入端连接；
上级直流标准装置与上级倍压发生器的高压端通过无晕导线连接。
所述上级倍压发生器、上级直流标准装置安装于上级平台，上级平台下方为绝缘支柱和升降机；
所述下级倍压发生器、下级直流标准装置、控制电源、变压器安装于下级平台；所述上下级平台上的设备均可拆卸安装。
所述上级平台外框竖梁左侧端部设置有3个左法兰，分别为A1、A2、A3；
所述下级平台外框竖梁右侧端部设置与上级平台A1、A2、A3法兰对应位置设置有3个法兰，分别为B1、B2、B3；通过A1B1，A2B2，A3B3的连接实现上级平台与下级平台的连接；上下级平台可通过法兰的连接与分离，实现组合使用与分离使用。
所述均压环分为下级均压环、中部均压环和顶部均压环；所述顶部均压环安装于上级倍压发生器顶部，所述中部均压环安装于上级倍压发生器底部即绝缘底座外侧，所述底部均压环安装于下级倍压发生器顶部。
所述上级倍压发生器由上级外壳、SF6绝缘气体、上级倍压电路组成；
所述下级级倍压发生器由下级外壳、SF6绝缘气体、下级倍压电路组成；
所述上级外壳和下级外壳为均为环氧玻璃桶结构，直径、厚度和材质完全相同；所述上级倍压电路与上级绝缘支柱置于上级外壳内部，上级外壳内充有SF6 气体，用于上级倍压发生器的内绝缘；下级倍压电路与下级绝缘支柱置于下级外壳内部，下级外壳内充有SF6气体，用于下级倍压发生器的内绝缘；
所述上级倍压电路由1路硅堆组以及2路电容器组成；2路电容器组均由3n 个电容量为C的电容器串联组成，其中n为大于1的自然数；1路硅堆组由3n-3 个相同的硅堆串联；所述2路电容器组分为左电容器柱和右电容器柱，左电容器柱、右电容器柱平行直立向上安装于壳体内部；硅堆组倾斜向上安装于壳体内部；
下级倍压电路由1路硅堆组、2路电容器组成；2路电容器组均由5n个电容量为C的电容器串联组成；1路硅堆组由5n-5个相同的硅堆串联；安装方式同上级倍压电路。
其中，下级倍压电路输出端可产生500kV电压。
8、根据权利要求1所述的特高压直流电压互感器现场校验平台，其特征在于：
所述变压器输出端产生10kHz中频正弦波。
本申请同时公开了一种采用所述的特高压直流电压互感器现场校验平台实现特高压直流电压互感器现场校验的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)将特高压直流电压互感器现场校验平台送到试验现场；
(2)接线：将控制电源、变压器、下级倍压发生器、下级直流标准装置以及被试直流互感器接地；将控制电源输入端与现场电源连接，输出端与变压器输入端连接，将变压器输出端与下级倍压发生器输入端连接，下级倍压发生器输出端用无晕导线与上级倍压发生器串联，再将上级倍压发生器输出端与被试直流电压互感器和上级直流标准装置高压端用无晕导线连接；完成特高压直流电压互感器试验的二次接线；
(3)所述升降机带动上级平台升至上级平台试验设定的高度；
(4)用绝缘支架支撑所述上级平台；
(5)将所述升降机下降至最低高度；
(6)调节控制电源，通过变压器产生中压后，再通过上下级倍压器产生80kV、160kV、400kV、640kV、800kV电压，为被试直流电压互感器和直流标准装置提供试验电压，同时误差测量装置记录被试电流互感器的误差；
(7)将所述升降机升至上级平台试验设定的高度；
(8)撤离所述绝缘支架，并且所述升降机带动上级平台下降至最低高度；
(9)试验结束，拆除试验接线。
一种采用所述的特高压直流电压互感器现场校验平台实现超高压直流电压互感器现场升压校验的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)将特高压直流电压互感器现场校验平台中下级平台送到试验现场；
(2)将控制电源、变压器、下级倍压发生器、下级直流标准装置以及被试直流互感器接地；将控制电源输入端与现场电源连接，输出端与变压器输入端连接，将变压器输出端与下级倍压发生器连接，下级倍压发生器输入端用无晕导线与被试直流电压互感器和下级直流标准装置用无晕导线连接；完成超高压直流电压互感器试验的二次接线；
(3)调节控制电源，通过变压器产生中压后，再通过上下级倍压器产生40kV、80kV、250kV、400kV、500kV电压，为被试直流电压互感器和标准直流电压互感器提供试验电压，同时误差测量装置记录被试电流互感器的误差；
(4)试验结束，拆除试验接线。
本发明所达到的有益效果：
本发明提出了一种特高压直流电压互感器现场校验平台及校验方法，其中倍压装置采用分级设计，巧妙的将倍压器分为500kV和300kV两级，单级配合控制电源和变压器可实现超高压直流电压互感器升压校验，两级串联作业可实现特高压直流电压互感器升压校验，使用灵活方便；分级设计实现了设备的小型化、降低了设备的运输高度；倍压装置采用SF6气体绝缘，重量大幅减少；变压器产生 10kHz中频正弦波，减小了电容器的体积和重量，进一步实现了电源装置的小型化设计。
附图说明
图1是本发明实施例特高压直流电压互感器现场校验平台校验特高压直流电压互感器原理框图；
图2是本发明实施例特高压直流电压互感器现场校验平台校验超高压直流电压互感器原理框图；
图3是本发明实施例特高压直流互感器现场校验电源总倍压电路原理图；
图4是利用特高压直流互感器现场校验平台实现特高压直流电压互感器校验方法流程图；
图5是利用特高压直流互感器现场校验平台实现超高压直流电压互感器校验方法流程图；
图6特高压直流电压互感器现场校验平台结构示意图；
图7特高压直流电压互感器现场校验平台下级平台俯视图；
图8特高压直流电压互感器现场校验平台上级平台示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。特高压直流互感器现场校验电源主要包含控制电源、变压器和倍压发生器组成，特高压直流互感器现场校验电源首先通过控制电源整流滤波和逆变输入电压可调节的交流电压，再通过变压器中压整流输出10kHz的中压，再经过倍压发生器高压整流输出直流高压信号。
如图1、图6、7、8所示，控制电源输入端通过电源线与试验现场电源连接，控制电源输出端与变压器输入端连接，变压器输出端一端接地，另一端与下级倍压发生器输入端连接，下级倍压发生器输出端通过无晕导线与上级倍压电路输入端级联；上级倍压电路输出端与被试电压互感器和标准电压互感器连接；此时上级倍压发生器和下级倍压发生器串联，与控制电源和变压器协调工作，可产生 800kV电压；
标准直流电压互感器和被试直流互感器还与误差测量装置连接，误差测量装置同步采集标准直流电压互感器和被试直流互感器的电压信号，通过直接比较法得到被试直流互感器的误差。
如图2所示，控制电源输入端通过电源线与试验现场电源连接，控制电源输出端与变压器输入端连接，变压器输出端一端接地一端与下级倍压发生器输入端连接，下级倍压发生器输出端通过无晕导线与被试电压互感器和标准电压互感器连接；此时下级倍压发生器与控制电源和变压器协调工作，可产生500kV电压；
标准直流电压互感器和被试直流互感器还与误差测量装置连接，误差测量装置同步采集标准直流电压互感器和被试直流互感器的电压信号，通过直接比较法得到被试直流互感器的误差。
图3所示，倍压发生器的倍压电路由1路硅堆串和2组高压电容器组组成，倍压电路将变压器产生的10kHz的中压信号倍压整流为直流高压信号。该倍压电路分为两级设计，两级倍压电路可以串联连接。
倍压发生器采用分级设计，包含分为绝缘底座F0、下级倍压发生器F1和上级倍压发生器F2；其中上、下级倍压发生器外筒为环氧玻璃丝材质，绝缘介质为SF6，体积小重量轻；上级倍压发生器F2额定电压为300kV，下级倍压发生器F2为500kV，下级倍压发生器F2安装于绝缘底座上，可独立使用，也可以和上级倍压发生器串联使用。上级倍压发生器、下级倍压发生器的顶部和底部均安装有均压环。
如图4所示，本申请还同时公开了一种采用前述的特高压直流电压互感器现场校验电源装置实现特高压直流电压互感器现场升压校验的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤SS1，将控制电源、变压器、下级倍压发生器、标准直流电压互感器以及被试直流互感器接地；
步骤SS2，将控制电源输入端与现场电源连接，输出端与变压器输入端连接，将变压器输出端与下级倍压发生器输入端连接，下级倍压发生器输出端用无晕导线与上级倍压发生器串联，再将上级倍压发生器输出端与被试直流电压互感器和标准直流电压互感器用无晕导线连接；
步骤SS3，完成特高压直流电压互感器试验的二次接线；
步骤SS4，调节控制电源，通过变压器产生中压后，再通过上下级倍压器产生80kV、160kV、400kV、640kV、800kV电压，为被试直流电压互感器和标准直流电压互感器提供试验电压，同时误差测量装置记录被试电流互感器的误差；
步骤SS5，试验结束，拆除试验接线。
如图5所示，本申请还同时公开了一种采用前述的特高压直流电压互感器现场校验电源装置实现超高压直流电压互感器现场升压校验的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤SS1，将控制电源、变压器、下级倍压发生器、标准直流电压互感器以及被试直流互感器接地；
步骤SS2，将控制电源输入端与现场电源连接，输出端与变压器输入端连接，将变压器输出端与下级倍压发生器连接，下级倍压发生器输入端用无晕导线与被试直流电压互感器和标准直流电压互感器用无晕导线连接；
步骤SS3，完成特高压直流电压互感器试验的二次接线；
步骤SS4，调节控制电源，通过变压器产生中压后，再通过下级倍压器产生 40kV、80kV、250kV、400kV、500kV电压，为被试直流电压互感器和标准直流电压互感器提供试验电压，同时误差测量装置记录被试电流互感器的误差；
步骤SS5，试验结束，拆除试验接线。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
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