多频电源注入测量电容器噪声的方法及其装置转让专利
申请号 : CN200810197065.4
文献号 : CN101358875B
文献日 : 2010-09-01
发明人 : 倪学锋 , 林浩 , 严飞 , 姜胜宝
申请人 : 国网武汉高压研究院
摘要 :
一种采用多频电源注入测量电容器噪声的方法和装置，其特征在于：采用一个独立的基波电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，使注入电容器的基波和各次谐波电流、电压均处于可控状态，各自根据电容器电流条件，独立地送入试验变压器，通过变压器合成后加载至被测电容器，二只麦克风将测电容器的噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。使用本测量电容器噪声的方法和装置能够测得基本接近电容器真实运行情况下的噪声参数，为噪声水平评价和治理提供较准确的科学数据。
权利要求 :
1.一种采用多频电源注入测量电容器噪声的方法，其特征在于：采用一个独立的基波电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，使注入电容器的基波和各次谐波电流、电压均处于可控状态，各自根据电容器电流条件，独立地送入试验变压器，通过变压器合成后加载至被测电容器，用麦克风将被测电容器的噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。
2.如权利要求1所述的多频电源注入测量电容器噪声的方法，其特征在于：所述的基波电源和谐波电源是有单方向输出能力的，即只有输出，而不能由外部返送的电源，或者是普通的，即可输出又可由外部返送的电源。
3.实施权利要求1或2方法的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：它包括多频电源和偶合变压器，由一个独立的基波电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，多频电源通过变压器初级线圈绕组输入偶合，加载至被测电容器，被测电容器的二个电极与变压器的次级线圈绕组二个电极相并联，用麦克风将被测电容器的噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。
4.如权利要求3所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源时，在各电源的输出口安装非本电源频率的阻塞器。
5.如权利要求3所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源时，在变压器副边采用谐振回路构成不同频率的电源通道。
6.如权利要求3或4所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源进行试验时，通过电感与被测电容器并联，构成某个电源频率或某两个电源频率的串联谐振通路，在变压器的副边形成一个低阻抗通道。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种测量电容器噪声的方法及其装置。特别是采用多频电源注入测量电容器噪声的方法及其装置。
背景技术
电容器在高压直流换流站中已成为一个主要的噪声源，特别是交流滤波器电容器组噪声更为严重，已成为环境治理的难点。由于电容器噪声的发生与许多因素有关，特别是同注入电容器的谐波关系密切，使对电容器噪声的测量和评价产生困难。目前，如何进行电容器噪声测量，既无统一的标准，也无统一的方法，这样导致电容器噪声的测量方法五花八门，电源注入方法更是多样，有单一频率电源注入，有多谐波合成波电源注入，由于这些电源与电容器实际使用状态差距甚远，虽然可测得电容器的一个噪声水平，但却难以反应电容器实际使用状态的噪声水平，从而造成设计时计算噪声是合格的，而实际工程中噪声却是超标，引起较大的危害。
一般高压直流换流站的滤波器电容器组中流过的电流除了基波频率电流外，还有一个或两个主谐波电流，其它次谐波电流远小于基波电流和主谐波电流。因此，电容器的噪声主要由基波和主谐波电流作用而产生。采用单一频率电源去等效，不能正确反应不同频率谐波作用的大小。因此，采用单一频率等效的试验方法无法真实测出接近电容器实际工况下的噪声情况。
而注入合成谐波源，如矩形波。虽然可获得广域的谐波含量的试验电源，但基波及各次谐波间的关系是不确定的，更难以在给定的基波及主谐波的条件下进行试验。因此，同样也无法反应出电容器在真实运行条件下的噪声水平。
综上所述，目前还没有一种基本接近电容器真实运行情况下进行噪声测量的试验方法和装置。
一般高压直流换流站的滤波器电容器组中流过的电流除了基波频率电流外，还有一个或两个主谐波电流，其它次谐波电流远小于基波电流和主谐波电流。因此，电容器的噪声主要由基波和主谐波电流作用而产生。采用单一频率电源去等效，不能正确反应不同频率谐波作用的大小。因此，采用单一频率等效的试验方法无法真实测出接近电容器实际工况下的噪声情况。
而注入合成谐波源，如矩形波。虽然可获得广域的谐波含量的试验电源，但基波及各次谐波间的关系是不确定的，更难以在给定的基波及主谐波的条件下进行试验。因此，同样也无法反应出电容器在真实运行条件下的噪声水平。
综上所述，目前还没有一种基本接近电容器真实运行情况下进行噪声测量的试验方法和装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种采用多频电源注入测量电容器噪声的方法及其装置，测得基本接近电容器真实运行情况下的噪声参数。
本发明的技术方案是：一种采用多频电源注入测量电容器噪声的方法，其特征在于：采用一个独立的基波(工频)电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，使注入电容器的基波和各次谐波电流、电压均处于可控状态，各自根据电容器电流条件，独立地送入试验变压器，通过变压器合成后加载至被测电容器，用麦克风将被测电容器的噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。
如上所述的多频电源注入测量电容器噪声的方法，其特征在于：所述的基波电源和谐波电源是有单方向输出能力的，即只有输出，而不能由外部返送的电源，或者是普通的，即可输出又可由外部返送的电源。
一种多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：它包括多频电源和偶合变压器，由一个独立的基波(工频)电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，多频电源通过变压器初级线圈绕组输入偶合，加载至被测电容器，被测电容器的二个电极与变压器的次级线圈绕组二个电极相并联，用麦克风将被测电容器的噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。
如上所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源时，在各电源的输出口安装非本电源频率的阻塞器。
如上所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源时，在变压器副边采用谐振回路构成不同频率的电源通道。
如上所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源进行试验时，通过电感与被测电容器并联，构成某个电源频率，或某两个电源频率的串联谐振通路，在变压器的副边形成一个低阻抗通道，而使所注入频率电源不反送到其它电源中去。
通过上述测试方法和装置，采用多频电源注入(一个基波电源和若干个谐波电源)，各自根据被测电容器电流条件，独立地送入试验变压器，通过变压器合成后加载至被测电容器，使流入被测电容器的基波电流和各次谐波电流与被测电容器真实运行状态基本一致，使试验中的被测电容器的噪声水平与基本接近实际运行情况下被测电容器的噪声水平，为噪声水平评价和治理提供较准确的科学数据。
本发明的有益效果是，使用本测量电容器噪声的方法能够测得基本接近电容器真实运行情况下的噪声参数。
本发明的技术方案是：一种采用多频电源注入测量电容器噪声的方法，其特征在于：采用一个独立的基波(工频)电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，使注入电容器的基波和各次谐波电流、电压均处于可控状态，各自根据电容器电流条件，独立地送入试验变压器，通过变压器合成后加载至被测电容器，用麦克风将被测电容器的噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。
如上所述的多频电源注入测量电容器噪声的方法，其特征在于：所述的基波电源和谐波电源是有单方向输出能力的，即只有输出，而不能由外部返送的电源，或者是普通的，即可输出又可由外部返送的电源。
一种多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：它包括多频电源和偶合变压器，由一个独立的基波(工频)电源，和若干个独立的谐波电源构成多频电源，多频电源通过变压器初级线圈绕组输入偶合，加载至被测电容器，被测电容器的二个电极与变压器的次级线圈绕组二个电极相并联，用麦克风将被测电容器的噪声信号传输至噪声测试仪进行计算分析得到其噪声参数。
如上所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源时，在各电源的输出口安装非本电源频率的阻塞器。
如上所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源时，在变压器副边采用谐振回路构成不同频率的电源通道。
如上所述的多频电源注入的电容器噪声测量装置，其特征在于：当采用既可输出又可由外部返送的多频电源进行试验时，通过电感与被测电容器并联，构成某个电源频率，或某两个电源频率的串联谐振通路，在变压器的副边形成一个低阻抗通道，而使所注入频率电源不反送到其它电源中去。
通过上述测试方法和装置，采用多频电源注入(一个基波电源和若干个谐波电源)，各自根据被测电容器电流条件，独立地送入试验变压器，通过变压器合成后加载至被测电容器，使流入被测电容器的基波电流和各次谐波电流与被测电容器真实运行状态基本一致，使试验中的被测电容器的噪声水平与基本接近实际运行情况下被测电容器的噪声水平，为噪声水平评价和治理提供较准确的科学数据。
本发明的有益效果是，使用本测量电容器噪声的方法能够测得基本接近电容器真实运行情况下的噪声参数。
附图说明
图1，是本发明的实施例1，采用各电源均为单方向送出，而不能反向输入电源的实施测量方法示意图。
图2，是本发明的实施例2，采用在电源输出端加阻塞器后的实施测量方法示意图。
图3，是本发明的实施例3，采用在变压器次级线圈绕组边采用谐振回路构成不同频率的电源通道的实施测量方法示意图。
图4，是本发明的实施例4，采用在电源输出端加阻塞器和在变压器次级线圈绕组边采用谐振回路组合的实施测量方法示意图。
图2，是本发明的实施例2，采用在电源输出端加阻塞器后的实施测量方法示意图。
图3，是本发明的实施例3，采用在变压器次级线圈绕组边采用谐振回路构成不同频率的电源通道的实施测量方法示意图。
图4，是本发明的实施例4，采用在电源输出端加阻塞器和在变压器次级线圈绕组边采用谐振回路组合的实施测量方法示意图。
具体实施方式
下面根椐附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图中：1-麦克风，2-噪声测试仪，T-变压器，Uf1-基波电源，Uf2-谐波电源，C-被测电容器，C1、C2、C3、C11、C22、：电容器，IC-流入被测电容器的电流，L1、L2、L3、L4、L5、L6、L11、L22：电感器。
参见图1，多频电源注入测量电容器噪声的基本电路原理图，是由基波电源Uf1和谐波电源Uf2构成的多频电源和变压器T组成，其被测电容器C的二个电极与变压器T的次级线圈绕组二个电极相并联，多频电源通过变压器T初级线圈绕组输入偶合，加载至被测电容器C，可以通过示波器监测使流入被测电容器C的电流IC参数与实际运行情况相符，二只麦克风1将测电容器C的噪声信号传输至噪声测试仪2进行计算分析得到其噪声参数。
通过上述测试电路，采用多频电源注入(一个基波电源Uf1和若干个谐波电源Uf2)，各自根据被测电容器C电流IC条件，独立地送入试验变压器T，通过变压器T合成后加载至被测电容器C，而使流入被测电容器C的基波电流和各次谐波电流与被测电容器C真实运行状态基本一致，使试验中的被测电容器C的噪声参数与基本接近实际运行情况下被测电容器C的噪声水平，这样用多频电源注入测量电容器噪声方法测得的噪声参数接近真实运行情况下的噪声水平，为噪声水平评价和治理提供较准确的科学数据。
图1所示的实施例1是各电源均为单方向送出，而不能反向输入电源的实施测量方法示意图。在图1中，测试中使用的基波电源Uf1，谐波电源Uf2可以是由有单方向输出能力的，即只有输出，而不能由外部返送的电源，也可是普通的，即可输出又可由外部返送的电源。
图2所示的实施例2是采用在电源输出端加阻塞器后的实施测量方法示意图。在图2中，当Uf1、Uf2采用即可输出又可由外部返送的电源进行试验时，可在各电源的输出口安装非本电源频率的阻塞器(一组由L1、C1并联、一组由L2、C2并联)，以避免其它频率的电源返送入该电源，阻塞器阻塞的频率数与外部其它电源个数相同。
图3所示的实施例3是在变压器副边采用谐振回路构成不同频率的电源通道的实施测量方法示意图。在图3中，当Uf1、Uf2采用即可输出又可由外部返送的电源进行试验时，可以通过电感L3与测试电容器C构成某个电源频率，或某两个电源频率的串联谐振通路(由L4、C3并联组成)，在变压器T的副边形成一个低阻抗通道，而使所注入频率电源不反送到其它电源中去。
图4所示的实施例4是在电源输出端加阻塞器和在变压器副边采用谐振回路组合的实施测量方法示意图。在图4中，当Uf1、Uf2采用即可输入又可由外部反送的电源进行试验时，可以通过加阻塞器(一组由L11、C11并联、一组由L22、C22并联)，和在变压器T副边并联电感器L5及在测试电容器C回路中串联电感器L6构成谐振通道相结合的方法，来完成各频率电源单独注入变压器，在变压器合成后注入测试电容器C，而达到注入的各频率电源可单独计量核算的目的。
附图中：1-麦克风，2-噪声测试仪，T-变压器，Uf1-基波电源，Uf2-谐波电源，C-被测电容器，C1、C2、C3、C11、C22、：电容器，IC-流入被测电容器的电流，L1、L2、L3、L4、L5、L6、L11、L22：电感器。
参见图1，多频电源注入测量电容器噪声的基本电路原理图，是由基波电源Uf1和谐波电源Uf2构成的多频电源和变压器T组成，其被测电容器C的二个电极与变压器T的次级线圈绕组二个电极相并联，多频电源通过变压器T初级线圈绕组输入偶合，加载至被测电容器C，可以通过示波器监测使流入被测电容器C的电流IC参数与实际运行情况相符，二只麦克风1将测电容器C的噪声信号传输至噪声测试仪2进行计算分析得到其噪声参数。
通过上述测试电路，采用多频电源注入(一个基波电源Uf1和若干个谐波电源Uf2)，各自根据被测电容器C电流IC条件，独立地送入试验变压器T，通过变压器T合成后加载至被测电容器C，而使流入被测电容器C的基波电流和各次谐波电流与被测电容器C真实运行状态基本一致，使试验中的被测电容器C的噪声参数与基本接近实际运行情况下被测电容器C的噪声水平，这样用多频电源注入测量电容器噪声方法测得的噪声参数接近真实运行情况下的噪声水平，为噪声水平评价和治理提供较准确的科学数据。
图1所示的实施例1是各电源均为单方向送出，而不能反向输入电源的实施测量方法示意图。在图1中，测试中使用的基波电源Uf1，谐波电源Uf2可以是由有单方向输出能力的，即只有输出，而不能由外部返送的电源，也可是普通的，即可输出又可由外部返送的电源。
图2所示的实施例2是采用在电源输出端加阻塞器后的实施测量方法示意图。在图2中，当Uf1、Uf2采用即可输出又可由外部返送的电源进行试验时，可在各电源的输出口安装非本电源频率的阻塞器(一组由L1、C1并联、一组由L2、C2并联)，以避免其它频率的电源返送入该电源，阻塞器阻塞的频率数与外部其它电源个数相同。
图3所示的实施例3是在变压器副边采用谐振回路构成不同频率的电源通道的实施测量方法示意图。在图3中，当Uf1、Uf2采用即可输出又可由外部返送的电源进行试验时，可以通过电感L3与测试电容器C构成某个电源频率，或某两个电源频率的串联谐振通路(由L4、C3并联组成)，在变压器T的副边形成一个低阻抗通道，而使所注入频率电源不反送到其它电源中去。
图4所示的实施例4是在电源输出端加阻塞器和在变压器副边采用谐振回路组合的实施测量方法示意图。在图4中，当Uf1、Uf2采用即可输入又可由外部反送的电源进行试验时，可以通过加阻塞器(一组由L11、C11并联、一组由L22、C22并联)，和在变压器T副边并联电感器L5及在测试电容器C回路中串联电感器L6构成谐振通道相结合的方法，来完成各频率电源单独注入变压器，在变压器合成后注入测试电容器C，而达到注入的各频率电源可单独计量核算的目的。