系統(tǒng)簡介
HVTP型變頻電源裝置是串聯(lián)諧振成套試驗系統(tǒng)和局部放電試驗系統(tǒng)的重要組成部分，本裝置采用調(diào)頻調(diào)壓方式，進行交流耐壓以及局部放電試驗，頻率的調(diào)節(jié)不需要停電進行，可以在線調(diào)頻。
本裝置通過改變試驗回路的頻率，利用較小容量的供電電源可以完成等效于供電電源30～200倍的試驗，大大緩解了現(xiàn)場試驗電源的容量不足問題。

HVTP-100型變頻電源裝置主要有以下功能：
作為110kV及以下電壓等級電力變壓器交流耐壓和局部放電試驗的電源，采用一次接線的方式，可對變壓器三相同時加壓進行局部放電試驗，大大節(jié)約了現(xiàn)場試驗時間和試驗人員的工作強度。當對某一相的絕緣狀況有疑問時，可以單相勵磁加壓進行分析判斷。
●配備合適的補償電抗器，可對電力電纜、補償電容器進行交流耐壓試驗。
●單獨作為中頻電源和大功率中頻信號源。本裝置初始合閘電壓，試驗電壓波形，電壓上升速度均符合GB/T16927-1997及GB1094-85 的要求， 并具有體積小、重量輕、操作方便、高指標、多功能的特點，是一套非常理想的現(xiàn)場試驗設(shè)備。

系統(tǒng)特點
●試驗的等效性好。本裝置輸出即為正弦波，波形失真度小。波形畸變率 ＜3％，不同于其他類型的變頻電源裝置（其他類型的變頻電源裝置為方波輸出，經(jīng)過波形整形而成的正弦波）。所以，本裝置在試驗過程中，不需要測量峰值。
●采用光纖方式控制，徹底將高壓和低壓控制回路隔離。
●體積小、重量輕、搬運靈活、非常適合現(xiàn)場使用。
●操作簡潔方便、接線簡單，能夠提高工作效率50％（相對于發(fā)電機組方式）。
●安全可靠，本裝置內(nèi)集合了多種保護。包括：放電擊穿保護、過電壓整定保護、輸出短路保護、開機零位保護、橋臂放大回路保護、功率曲線保護等。當任何一種保護出現(xiàn)時，裝置立即斷開試驗電壓輸出，切斷主回路電源，確保試驗人員、被試品以及試驗系統(tǒng)的安全。
●本裝置中的信號源由專用芯片產(chǎn)生，采用微機控制，輸出頻率穩(wěn)定性高，可以到達0.001Hz。
●變頻輸出電壓由TI公司的高速微機控制，輸出電壓的不穩(wěn)定度＜1%。

主要技術(shù)指標
一般使用條件
●海拔高度：≤3000m；
●環(huán)境溫度： －5℃～40℃；
●相對濕度：≤90%；
●日照強度：0.1%W/cm2  ；
●最大日溫差：<25℃；
●無導電塵埃；
●無火災及爆炸危險；
●不含有腐蝕金屬和絕緣的氣體存在；
●設(shè)有一個可靠接地點；
●放置位置傾斜度不大于5度；
●存放地點：戶內(nèi)；
●存放環(huán)境溫度－20℃～40℃，相對濕度≤90%。
三相性能參數(shù)
●額定輸入電壓：三相交流 380V，50Hz;
●三相四線制輸出；
●三相額定輸出電壓：線電壓0～320V；連續(xù)可調(diào)（相角差120°±1°）；
●三相額定輸出電流：線電流180A;
●三相額定輸出功率：100kW；
●頻率調(diào)節(jié)范圍：20～300Hz；
●頻率調(diào)節(jié)精度：0.1Hz；
●頻率穩(wěn)定度：0.01Hz;
●滿負載下連續(xù)工作時間：180分鐘；
●輸出波形：標準正弦波；
●輸出電壓波形畸變率：≤3%；
●輸出電壓不穩(wěn)定度：≤1%；
單相性能參數(shù)
●額定輸入電壓：三相交流 380V，50Hz；
●單相輸出；A，C相；
●單相額定輸出電壓：0～350V；（A，C兩相之間）
●單相額定輸出電流：285A；
●單相額定輸出功率：100kW；
●頻率調(diào)節(jié)范圍：20～300Hz；
●頻率調(diào)節(jié)精度：0.1Hz；
●頻率穩(wěn)定度：0.01Hz；
●滿負載下連續(xù)工作時間：180分鐘；
●輸出波形：標準正弦波；
●輸出電壓波形畸變率：≤3%；
●輸出電壓不穩(wěn)定度：≤1%；

工作原理
變頻電源裝置的大功率輸出采用逐級放大的原理。從最初的微小功率的信號源,經(jīng)過多次放大，實現(xiàn)大功率輸出，滿足試驗需要。
信號源用可變頻的函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個標準的正弦波信號經(jīng)過數(shù)字電位器進行電壓調(diào)節(jié)，此過程也是在試驗過程中的頻率調(diào)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)。此時的頻率與試驗頻率相同，頻率和電壓的調(diào)節(jié)在信號源部分實現(xiàn)。信號源的輸出直接推動“前級功放”，有初步功率輸出，此“前級功放”中分為兩路，其中一路產(chǎn)生與試驗頻率相同的“同步電源”，供給局放儀；另外一路用于推動“橋式功放電路”?！皹蚴焦Ψ烹娐贰币簿褪谴蠊β十a(chǎn)生的主要部分，在試驗過程中其發(fā)熱量很大，需要一個風冷系統(tǒng)來散熱。

圖1  HVTP型變頻電源裝置工作原理流程圖

“橋式功放電路”還需要大功率的直流電源作為工作電源。本裝置的電源直接取自三相380V交流電源，經(jīng)具有過流和速斷保護的真空開關(guān)送入三相橋式整流電路，變成脈動直流，經(jīng)濾波電感和濾波電容組成的濾波電路將脈動直流變?yōu)槠交闹绷麟娫垂┙o“橋式功放電路”。由于濾波電容器的電容量達到數(shù)萬微法，直接合閘，充電電流很大，可能造成總電源開關(guān)跳閘。故在裝置中增加預合閘回路。先經(jīng)小電流向濾波電容充電，待電容充電電流較小時再合閘，無較大的啟動沖擊電流。當分閘后，濾波電容上的儲存的電荷通過放電電阻緩慢地釋放。在本裝置使用時，風扇啟動、預合閘、合閘過程全部自動完成，不需要逐步操作（按動控制箱的“啟動”按鈕即可）。
整個裝置保護回路是由“快速過流保護”部分控制“橋式放大電路”的直流工作電源，當發(fā)生故障時快速切斷工作電源，保護后級回路。
“橋式功放電路”的輸出端（A、B、C、N）同中間升壓變壓器的低壓端一一對應相連，中間升壓變壓器的高壓端同試驗回路相連。在試驗回路與中間升壓變壓器中不會造成開路狀況，且始終存在一個能量釋放通道。因此，無論變頻電源內(nèi)部故障或外部電源突然停電，被試變壓器或諧振回路并沒有切斷，與傳統(tǒng)試驗完全不同，所以本裝置不會產(chǎn)生過電壓。

保護部分
本裝置中有多種保護回路，確保變頻電源裝置在使用過程中試驗人員和設(shè)備的安全。
●高壓放電擊穿保護，當被試品發(fā)生放電擊穿時。裝置快速切斷輸出電壓，同時斷開電源。高壓回路的負荷通過中間升壓變壓器來釋放，不會產(chǎn)生過電壓而影響其他設(shè)備。在控制箱的屏幕上顯示“高壓放電”。
●高壓過壓保護，本裝置可以整定試驗電壓，防止外部原因引起的試驗電壓升高。當試驗電壓超過設(shè)定的數(shù)值，變頻電源裝置就自動切斷回路，并且在屏幕上提示“超過過電壓整定值”。
●過電流保護，當進行試驗時，發(fā)生出口短路。變頻柜中快速地切斷電源，并且在屏幕上提示“輸出電流故障”，該過程在2微秒內(nèi)完成。部分變頻電源裝置的保護回路在啟動的時候可能存在誤動作，此時需要重新啟動電源即可。
●設(shè)備內(nèi)部保護，當設(shè)備內(nèi)部器件發(fā)生損壞時，在直流回路上的可控硅快速關(guān)斷，切斷直流電源，然后切斷交流電源，防止故障進一步擴展，并且屏幕上提示“橋臂1 2..故障”，整個過程在15微秒內(nèi)完成。
●通訊故障，當發(fā)生通訊光纖沒有聯(lián)通或者對方?jīng)]有供電或者插錯，屏幕上有相應的提示，在發(fā)生通訊故障時變頻電源主回路電源始終在斷開狀態(tài)，變頻電源的輸出端無電壓輸出。
●缺相保護，當三相電源缺少中間B相時，在啟動后屏幕上提示“B相缺相”。當缺少A、C相時，就無法啟動，屏幕上提示“通訊故障”。
●速斷保護，當發(fā)生交流短路或者控制回路短路時。主電源開關(guān)是具有速斷功能的空氣開關(guān)，能夠切斷故障?？刂苹芈泛惋L機電源回路有專用的開關(guān)來控制。
●開機零位保護，變頻電源在啟動過程中直到完成啟動，輸出端一直保持電壓為零。
●變頻電源裝置輸出過壓限制，設(shè)定最高輸出電壓為400V，禁止再升高電壓。
●串連諧振試驗中，當接有高壓測量終端；在接近試驗電壓（試驗電壓的90％）時，禁止調(diào)節(jié)頻率，防止調(diào)節(jié)頻率時產(chǎn)生過高電壓損壞被試品。
●防止誤操作保護，在串聯(lián)諧振試驗自動升壓過程中按下控制箱的任何按鈕，試驗電壓將停止升高，只有在再按一次電壓上升按鈕才又開始升壓。