Generador de impulsos de rayo

Alcance de Aplicación

Este sistema de prueba de generador de voltaje de impulso es principalmente adecuado para pruebas de voltaje de impulso de rayo en onda completa de productos eléctricos de 35 kV y menores. También puede utilizarse para pruebas de impulso de otros productos.

Condiciones Generales de Funcionamiento

Altitud: 1000 m

Temperatura Ambiente: -5°C a +40°C

Humedad relativa: 90%

Rango Máximo Diario de Temperatura: 25°C

Entorno de Operación: Interior

Libre de polvo conductor

Sin riesgo de incendio o explosión

Sin gases corrosivos para metales o aislamiento

La forma de onda del voltaje de alimentación debe ser una onda sinusoidal pura con una tasa de distorsión armónica inferior al 5%

Normas de Conformidad

GB/T 311.1 Aislamiento y coordinación de aislamiento de equipos de transmisión y transformación de alta tensión

GB/T 16927.1 Tecnología de ensayo de alta tensión - Parte 1 - Requisitos generales de ensayo

GB/T 16927.2 Tecnología de ensayo de alta tensión - Parte 2 - Sistemas de medición

GB/T 16896.1 Registrador digital para ensayos de impulsos de alta tensión

JB/T 7616 Ensayo de resistencia a impulso de onda empinada para aisladores de líneas de alta tensión

DL/T 557 Ensayo de impulso de onda empinada para aisladores de líneas de alta tensión: Definiciones, métodos de ensayo y criterios

BF 24001 Detalles de implementación del ensayo de tensión de impulso

Valores nominales de parámetros

1. Tensión nominal: 400kV

2. Tensión nominal por escalón: 100kV

3. Capacitancia total de impulso: 0,25 microfaradios (condensador de impulso simple de 2 microfaradios/50 kV, 8 unidades en total).

4. Número total de etapas: 4 etapas

5. Parámetros de onda estándar:

Tensión de impulso atmosférico estándar con onda completa, factor de utilización de tensión 1,2/50 s >85 % (superior al 90 % en vacío con 300 pF);

Los parámetros de la forma de onda de tensión de choque y sus desviaciones cumplen con los requisitos de las normas nacionales vigentes GB311 y GB16927.

6. Tensión de salida mínima mayor que el 10 % de la tensión nominal

7. Duración de uso: por encima del 70 % de la tensión nominal, se puede lograr funcionamiento continuo con carga y descarga cada 120 segundos; por debajo del 70 % de la tensión nominal, se puede lograr funcionamiento continuo con carga y descarga cada 60 segundos.

Componentes principales

1. Parte de carga

(1) Se utiliza un dispositivo de carga de corriente constante;

(2) Se utiliza un transformador de carga inmerso en aceite, con tensión secundaria de 85 kV y capacidad nominal de 5 kVA;

(3) Se utiliza una pila de silicio rectificadora de alta tensión 2DL-200kV/200mA, con una tensión inversa soportable de 200 kV y una corriente media de 0,2 A. La pila de silicio rectificadora de alta tensión está instalada junto al transformador de carga, y la polaridad del voltaje de carga puede invertirse automáticamente mediante el mecanismo de transmisión. Existe un botón interruptor de polaridad en la consola;

(4) La resistencia de protección de la pila de silicio rectificadora de alta tensión utiliza hilo resistivo esmaltado devanado inductivamente sobre un tubo aislante;

(5) Se emplea un método de carga bilateral simétrico con corriente constante;

(6) Durante el control automático, el dispositivo de carga con corriente constante debe tener una desviación no superior a ±1% respecto al voltaje establecido dentro del rango del 10% al 100% del voltaje nominal de carga, y la inestabilidad del voltaje de carga no debe superar ±1%. La precisión ajustable del voltaje de carga debe ser del 1%;

(7) Se utilizarán dos divisores resistivos de CC, usando resistencias de película metálica sumergidas en aceite de 50 kV, 300 M. La resistencia del brazo de baja tensión se instalará en la brida inferior del divisor, y la señal de voltaje del brazo de baja tensión se introducirá en la consola de control mediante un cable blindado;

(8) El interruptor de conexión a tierra automático utilizará un mecanismo electromagnético de puesta a tierra, que puede cortocircuitar automáticamente el condensador principal y conectarlo a tierra a través de la resistencia de protección cuando se detenga la prueba;

(9) El inductor de carga de corriente constante, el condensador, el transformador de carga (incluyendo la pila rectificadora de alta tensión y el dispositivo de conmutación de polaridad) y su resistencia de protección, interruptor de conexión a tierra automático y soporte aislante están instalados en un chasis;

2. Cuerpo principal

(1) La estructura principal adopta una configuración de cuatro columnas, con un armazón de acero compuesto por cuatro bridas y dos condensadores montados en paralelo, formando una estructura estable de un nivel. El equipo principal consta de cuatro niveles, formando una estructura de torre combinada, cada nivel se apila sucesivamente, lo que facilita el desmontaje y la inspección, y la estructura general es estable;

(2) El cuerpo principal adopta un método de carga asimétrico de corriente constante, regulación de voltaje con corriente constante, ajustable continuamente desde cero hasta el voltaje establecido, y apagado automático de la fuente de alimentación de carga en el momento de la descarga de ignición. El voltaje nominal de cada nivel es de 100 kV;

(3) El soporte aislante del cuerpo principal tiene una estructura de torre de cuatro niveles. Cada nivel incluye dos condensadores pulsantes sumergidos en aceite con carcasa de hierro MWF50-0.6, resistencias de carga, resistencias de frente de onda, resistencias de cola de onda y espacios de chispa de ignición, etc. Todos los esferos de descarga sincrónica están instalados en un aislamiento cerrado, y el espacio entre esferas puede ajustarse manualmente o automáticamente mediante la consola de control.

(4) El condensador individual de impulso es de 2.00.05F, el voltaje de trabajo en corriente continua es de 50kV, la inductancia del condensador es de 0.2H, y se utiliza un aislamiento compuesto de película sumergida en aceite. Bajo condiciones y ambiente de trabajo normales, la caja de salida del condensador puede soportar una tracción vertical de 15kg, garantizando que no se dañe ni presente fugas de aceite;

(5) La resistencia de la cabeza de onda (frontal) y la resistencia de la cola de onda tienen forma de placa y están bobinadas sin inductancia. Su autoinductancia es de 2,5 H (el propósito de reducir la inductancia es aumentar la capacidad de carga. Para cargas extremadamente grandes (por ejemplo, más de 5000 pF), esto puede lograrse mediante una combinación adecuada de condensadores moduladores externos y resistencias moduladoras para incrementar la carga). Los conectores son todos de tipo muelle;

(6) Los soportes de las resistencias de la cabeza de onda (frontal) y de la cola de onda pueden conectarse en paralelo mediante cuatro resistencias al mismo tiempo. Las resistencias de la cabeza de onda (frontal) y de la cola de onda tienen la misma longitud y pueden usarse indistintamente. Cada nivel está equipado con un espacio para almacenar resistencias moduladoras adicionales y barras de cortocircuito. El generador puede operarse fácilmente en serie insertando las barras de cortocircuito;

(7) El conjunto completo está equipado con

7.1 2 juegos de resistencias de cabeza de onda de rayo;

7.2 2 juegos de resistencias de cola de onda;

7.3 1 juego de resistores de carga (1 repuesto);

(8) El entrehierro de primera etapa adopta un disparo de polaridad bilateral, y los entrehierros de segunda a cuarta etapa utilizan todos la ignición de tres espacios esféricos. La tasa de desincronización o rechazo no es mayor del 2 %; el rango de sincronización es ≥20 %;

(9) La distancia entre cada entrehierro esférico se ajusta linealmente mediante accionamiento por motor. El sistema de control indica el voltaje de carga correspondiente a la distancia del entrehierro. La estructura de transmisión dispone de interruptores de límite superior e inferior;

(10) La distancia del entrehierro esférico puede ajustarse manual o automáticamente en el sistema de control;

(11) El cuerpo principal puede utilizarse en paralelo en dos o tres etapas. La biela paralela emplea un conector unificado para facilitar su sustitución. El equipo puede alojar resistores de modulación de onda adicionales sin afectar el rendimiento eléctrico;

(12) Cada prueba de etapa dispone de un soporte para almacenar resistores de modulación de onda y bielas;

(13) Cada etapa adopta un tubo de aislamiento sellado en ambos extremos con buen rendimiento de sellado;

(14) Se toman medidas anti-corona entre cada etapa. No aparecerá una corona evidente durante todo el proceso de carga.

(15) El aislamiento entre etapas y el soporte mecánico pueden soportar 100 kV de tensión continua sin generar descargas.

(16) Se instala una cubierta equalizadora de tensión en la parte superior del generador.

3. Divisor de tensión con capacitor de débil amortiguación de 400 kV

El brazo de alta tensión del capacitor consta de 1 sección, con parámetros nominales de 400 kV/600 pF y una tensión soportable nominal al impulso de rayo de 400 kV. El divisor de tensión está equipado con un brazo de baja tensión capacitivo, con una relación de división de tensión de 1000 y una precisión de la relación de división inferior al ±1%;

Sistema de control del generador de tensión de impulso y análisis de formas de onda por computadora

1. Resumen

2. Funciones principales del sistema de control: control y medición por computadora.

• Modo de carga manual/automático: Ajuste manual de la tensión de carga.
• Sincronización con el voltaje de carga ajustado del entrehierro para ajustar manualmente la distancia del entrehierro, y visualización del valor real de la distancia.
• Selección de velocidad de carga: Los usuarios pueden seleccionar dos velocidades de carga según las necesidades del ensayo.
• Un sistema estandarizado de edición de formas de onda permite la medición de ondas mediante arrastre y soltado con el ratón, y las formas de onda se pueden ampliar o reducir fácilmente.
• Protección contra sobretensión y sobrecorriente, con conexión automática a tierra.
• Encendido automático: controlado manualmente.
• Desconexión de emergencia: A diferencia de la desconexión manual, la desconexión de emergencia corta directamente el suministro de energía del circuito principal al pulsar un botón. Se utiliza en situaciones de emergencia, como apagones en la sala de control.

3. Estructura del sistema

El diagrama de la estructura del sistema se muestra en la Figura 2:

El área delimitada por la línea verde en la Figura 2 representa el sistema integrado de medición y control. El ordenador inferior está conectado directamente al generador de voltaje de impulso, a la fuente de alimentación y al chopper. Todas las operaciones de bajo nivel, como la apertura y cierre de relés, son controladas por el ordenador inferior. El ordenador superior está conectado al ordenador inferior mediante fibra óptica y envía comandos al ordenador inferior para accionar el generador, la fuente de alimentación y el chopper. El ordenador inferior recopila continuamente datos, obtiene el estado actual y transmite de forma continua los datos recopilados al ordenador superior. Las señales de voltaje y corriente del divisor de tensión están conectadas al ordenador superior a través del módulo de adquisición.

4. Parámetros técnicos

Juego completo detallado