系統(tǒng)簡介
HVTP型變頻電源裝置是串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)系統(tǒng)和局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)的重要組成部分，本裝置采用調(diào)頻調(diào)壓方式，進(jìn)行交流耐壓以及局部放電試驗(yàn)，頻率的調(diào)節(jié)不需要停電進(jìn)行，可以在線調(diào)頻。
本裝置通過改變試驗(yàn)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(yàn)，大大緩解了現(xiàn)場試驗(yàn)電源的容量不足問題。

HVTP-200型變頻電源裝置主要有以下功能：
●作為110kV及以下電壓等級的電力變壓器的交流耐壓試驗(yàn)和局部放電試驗(yàn)的電源。
●配備合適的補(bǔ)償電抗器，可對電力電纜、補(bǔ)償電容器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。
●單獨(dú)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(yàn)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(biāo)、多功能的特點(diǎn)，是一套非常理想的現(xiàn)場試驗(yàn)設(shè)備。

系統(tǒng)特點(diǎn)
●試驗(yàn)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(yàn)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(yùn)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(jī)組方式）。
●安全可靠，本裝置內(nèi)集合了多種保護(hù)。包括：放電擊穿保護(hù)、過電壓整定保護(hù)、輸出短路保護(hù)、開機(jī)零位保護(hù)、橋臂放大回路保護(hù)、功率曲線保護(hù)等。當(dāng)任何一種保護(hù)出現(xiàn)時(shí)，裝置立即斷開試驗(yàn)電壓輸出，切斷主回路電源，確保試驗(yàn)人員、被試品以及試驗(yàn)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(jī)控制，輸出頻率穩(wěn)定性高，可以到達(dá)0.001Hz。
●變頻輸出電壓由TI公司的高速微機(jī)控制，輸出電壓的不穩(wěn)定度＜1%。

保護(hù)部分
本裝置中有多種保護(hù)回路，確保變頻電源裝置在使用過程中試驗(yàn)人員和設(shè)備的安全。
●高壓放電擊穿保護(hù)，當(dāng)被試品發(fā)生放電擊穿時(shí)。裝置快速切斷輸出電壓，同時(shí)斷開電源。高壓回路的負(fù)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(hù)，本裝置可以整定試驗(yàn)電壓，防止外部原因引起的試驗(yàn)電壓升高。當(dāng)試驗(yàn)電壓超過設(shè)定的數(shù)值，變頻電源裝置就自動(dòng)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(hù)，當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，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(hù)回路在啟動(dòng)的時(shí)候可能存在誤動(dòng)作，此時(shí)需要重新啟動(dòng)電源即可。
●設(shè)備內(nèi)部保護(hù)，當(dāng)設(shè)備內(nèi)部器件發(fā)生損壞時(shí)，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(jìn)一步擴(kuò)展，并且屏幕上提示“橋臂1 2..故障”，整個(gè)過程在15微秒內(nèi)完成。
●通訊故障，當(dāng)發(fā)生通訊光纖沒有聯(lián)通或者對方?jīng)]有供電或者插錯(cuò)，屏幕上有相應(yīng)的提示，在發(fā)生通訊故障時(shí)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(hù)，當(dāng)三相電源缺少中間B相時(shí)，在啟動(dòng)后屏幕上提示“B相缺相”。當(dāng)缺少A、C相時(shí)，就無法進(jìn)行工作，屏幕上提示“通訊故障”。
●速斷保護(hù)，當(dāng)發(fā)生交流短路或者控制回路短路時(shí)。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(fēng)機(jī)電源回路有專用的開關(guān)來控制。
●開機(jī)零位保護(hù)，在啟動(dòng)變頻電源裝置時(shí)，輸出端一直保持為零，無任何脈沖信號，無電壓輸出。
●變頻電源裝置輸出過壓保護(hù)，設(shè)定最高輸出電壓為400V，禁止再升高電壓。
●接近試驗(yàn)電壓（試驗(yàn)電壓的90％）時(shí)，禁止調(diào)節(jié)頻率，防止調(diào)節(jié)頻率時(shí)產(chǎn)生過高電壓損壞被試品。
●防止誤操作保護(hù)，在串聯(lián)諧振試驗(yàn)自動(dòng)升壓過程中啟動(dòng)本裝置的任何按鈕，試驗(yàn)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。

主要技術(shù)指標(biāo)
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(qiáng)度：0.1%W/cm2  ；
●最大日溫差：<25℃；
●無導(dǎo)電塵埃；
●無火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)；
●不含有腐蝕金屬和絕緣的氣體存在；
●設(shè)有一個(gè)可靠接地點(diǎn)；
●放置位置傾斜度不大于5度；
●存放地點(diǎn)：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±10%，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360A;
●三相額定輸出功率：200kW；
●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(fù)載下連續(xù)工作時(shí)間：60分鐘；
●輸出波形：標(biāo)準(zhǔn)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±10%，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：360A；
●單相額定輸出功率：115kW；
●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(fù)載下連續(xù)工作時(shí)間：60分鐘；
●輸出波形：標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)大功率輸出，滿足試驗(yàn)需要。
信號源用可變頻的函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號經(jīng)過數(shù)字電位器進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，此過程也是在試驗(yàn)過程中的頻率調(diào)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)。此時(shí)的頻率與試驗(yàn)頻率相同，頻率和電壓的調(diào)節(jié)在信號源部分實(shí)現(xiàn)。信號源的輸出直接推動(dòng)“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(yàn)頻率相同的“同步電源”，供給局放儀；另外一路用于推動(dòng)“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(yàn)過程中其發(fā)熱量很大，需要一個(gè)風(fēng)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(hù)的真空開關(guān)送入三相橋式整流電路，變成脈動(dòng)直流，經(jīng)濾波電感和濾波電容組成的濾波電路將脈動(dòng)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(dá)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(yù)合閘回路。先經(jīng)小電流向?yàn)V波電容充電，待電容充電電流較小時(shí)再合閘，無較大的啟動(dòng)沖擊電流。當(dāng)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(shí)，風(fēng)扇啟動(dòng)、預(yù)合閘、合閘過程全部自動(dòng)完成，不需要逐步操作（按動(dòng)控制箱的“啟動(dòng)”按鈕即可）。
整個(gè)裝置保護(hù)回路是由“快速過流保護(hù)”部分控制“橋式放大電路”的直流工作電源，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)快速切斷工作電源，保護(hù)后級回路。
“橋式功放電路”的輸出端（OUT1、OUT2、OUT3、中性點(diǎn)）同中間升壓變壓器的低壓端相連，中間升壓變壓器的高壓端同試驗(yàn)回路相連。在試驗(yàn)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(gè)能量釋放通道。由此可見，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(yàn)變壓器完全不同，不存在電流強(qiáng)制過零，本裝置不會產(chǎn)生過電壓。