(57)【要約】  本発明は、独立請求項１の上位概念に記載されているような、高電圧技術の機器、特に分路リアクトル用の試験システムに関する。さらに、本発明は、並記された請求項５に記載の高電圧技術の機器を試験するためにこの試験システムによって実施可能な方法に関する。本発明の試験システムの抽象的な思想は、連続に調整可能なインダクタンスと、不連続なステップで調整可能な静電容量とを試験変圧器の二次側に設けることにある。本発明の試験システムを用いて実施可能な方法では、当該試験システム内の過少静電容量が、測定装置によって測定されたときに、コンデンサバンクの個々の静電容量が、反復プロセスによってオンにされるか、又は、過剰静電容量が、この測定装置によって測定されたときに、前もって確定された閾値が支配するまで、個々の静電容量がオフにされるという方法で、この試験システムの粗調整が、当該コンデンサバンクの不連続に調整可能な静電容量によって実施されるので、その後に当該試験システムの微調整が、連続に調整可能なインダクタンスによって実施される。したがって、これらの当該部品は、インダクタンスとして形成された試験用物体と一緒に直列共振回路を構成する。この直列共振回路は、その共振点に同調可能である。
2015513081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験システムに給電するためのエネルギー源（８）と、前記試験システム内の周波数及び電圧を適合して制御するための、前記エネルギー源（８）に電気接続している電動発電機セット（１０）と、試験変圧器（１１）の一次側（１１．１）を前記電動発電機セット（１０）に電気接続されている一方で、前記試験変圧器（１１）の二次側（１１．２）を実際の試験用物体（１２）に電気接続されている当該試験変圧器（１１）とを有する高電圧技術の機器用の試験システムにおいて、
連続に調整可能なインダクタンスと、不連続なステップで調整可能な静電容量とが、前記試験変圧器（１１）の前記二次側（１１．２）に設けられている結果、前記連続に調整可能なインダクタンスと、前記不連続なステップで調整可能な静電容量とが、前記試験用物体（１２）と一緒に、直列共振回路の共振点に同調可能である当該直列共振回路を構成することを特徴とする試験システム。
【請求項２】
前記連続に調整可能なインダクタンスは、調整チョークであることを特徴とする請求項１に記載の試験システム。
【請求項３】
前記不連続なステップで調整可能な静電容量は、コンデンサバンクであることを特徴とする請求項１又は２に記載の試験システム。
【請求項４】
分圧器が、前記試験変圧器（１１）の前記二次側（１１．２）と前記試験用物体（１２）との間に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の試験システム。
【請求項５】
試験システムに給電するためのエネルギー源（８）と、前記試験システム内の周波数及び電圧を適合して制御するための、前記エネルギー源（８）に電気接続している電動発電機セット（１０）と、試験変圧器（１１）の一次側（１１．１）を前記電動発電機セット（１０）に電気接続されている一方で、前記試験変圧器（１１）の二次側（１１．２）を実際の試験用物体（１２）に電気接続されている当該試験変圧器（１１）とを有し、前記試験変圧器（１１）が、前記電動発電機セット（１０）の電気エネルギーを試験電圧に変換する高電圧技術の機器を試験するための方法において、
前記試験システム内の過少静電容量が、測定装置によって測定されたときに、個々の静電容量が、反復プロセスによってオンにされるか、又は、過剰静電容量が、前記測定装置によって測定されたときに、前もって確定された過剰静電容量の閾値が支配するまで、個々の静電容量がオフにされるという方法で、前記試験システムの粗調整が、不連続なステップで調整可能な静電容量（１４）によって実施され、
その後に、前記不連続なステップで調整可能な静電容量（１４）と、連続に調整可能なインダクタンス（１３）とが、インダクタンスとして形成された前記試験用物体（１２）と一緒に直列共振回路を構成し、この直列共振回路は、その共振点に同調可能であるように、前記試験システムの微調整が、連続に調整可能なインダクタンス（１３）によって実施されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の上位概念に記載されているような、高電圧技術の機器、特に分路リアクトル用の試験システムに関する。さらに、本発明は、並記された請求項５に記載の高電圧技術の機器を試験するためにこの試験システムによって実施可能な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分路リアクトル又は補償チョークコイルとしても知られている分路リアクトルは、従来の技術から当業者に十分に周知であり、さらに主に中電圧電力網及び高電圧電力網においてエネルギー伝送システムの安定性及び経済性を改良するために使用される。当該分路リアクトルは、主に、少なくとも１つの巻線を有するコイルと、このコイルの巻線間で摺動可能なインダクタンスを制御するための鉄心とを有する。当該エネルギー技術のこれらの機器は、特に軽負荷又は無負荷時の送電網における送電線の容量性の無効電力を補償する。分路リアクトルは、突然の負荷の減少又は無負荷時の送電網のときの商用周波数の過電圧を低下させる。高電圧技術の機器用の試験システムでは、補償チョークコイルは、試験すべきインダクタンスを意味する。
【０００３】
当該高電圧試験は、補償チョークコイルが品質的に適正に製造されたかどうかをチェックする。この場合、いわゆるサージ電圧試験が、三相電力網内の過渡過電圧を人工的に生成されたパルス状のサージ電圧によってシミュレーションすることを基本的に目的として実施される。交流電圧を用いた試験項目は、相当により多岐に渡る。この場合、交流電圧が、試験用物体に印加される。こうして、例えば、補償チョークコイルの線形性、補償チョークコイルの振動挙動及びノイズ挙動又は温度係数が検査さえ得る。その他の重要な試験項目は、損失電力測定、及び部分放電測定による誘導耐電圧試験である。後者の試験は、補償チョークコイルの高電圧絶縁の品質に関する適切な情報を提供する。
【０００４】
条件、電圧波形並びに当該条件及び電圧波形のパラメータの測定方法は、ＩＥＣ６００６０−１、ＩＥＣ６００７６−３及びＩＥＣ６００７６−６に規定されている。
【０００５】
図１には、本出願の請求項１の上位概念に記載されているような従来の技術から既知の分路リアクトル用の試験システムが示されている。この試験システムは、特に分路リアクトルを試験するために適し、且つ電力供給源によって給電される電動発電機セットを有する。この電動発電機セットには、試験システム内で周波数及び電圧をその試験システム向けに適合させて制御するという役割がある。この電動発電機セットの代わりに、周波数変換機が設けられてもよい。この周波数変換機の入力部が、エネルギー源、例えば電力網に接続されている。さらに、この電動発電機セット又はこの代わりの周波数変換機の出力部が、試験変圧器の一次側に接続されている。補正装置、ここでは可変静電容量が、この電動発電機セット又はこの周波数変換機の複数の出力部間の接続線中に中間接続されている。実際の試験用物体、すなわち、分路リアクトルの電気等価回路図においてインダクタンスを意味する当該分路リアクトルが、試験変圧器の二次側に接続されている。当該試験用物体にかかる電圧を測定可能な値に低下させるため、図示されていない評価装置に接続している分圧器が、この試験用物体とこの試験変圧器の二次側との間に設けられている。当該従来の技術から既知の分路リアクトル用の試験システムの上記の全てのこれらの部品は、数十年前から当業者に既知であり、高電圧技術の機器用の試験システムとして、例えば本出願人から入手可能である。
【０００６】
例えば、１１０ＭＶＡ又はこれを超える大電力対応分路リアクトルを試験できるようにするためには、上記従来の技術から既知の試験システムでは、同様に非常に大きい電気パラメータを有する試験変圧器を提供することが必要である。何故なら、当該試験変圧器は、最大試験電圧に適合するように設計される必要があるからである。この試験変圧器に給電するためにエネルギー源と一緒に設計されている電動発電機セットも、当該最大試験電圧に適合するように設計される必要がある。当該試験システムのコストは、主に試験変圧器の電気特性に応じた寸法決めによって決まる。したがって、１１０ＭＶＡまでの電気出力を有するこうして設計された試験変圧器は、数百万ユーロのコストを必要とし、さらにその重量に起因してもはやクレーンによって移動可能でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許第３７３３５３号明細書
【特許文献２】スイス特許第２５０４１１号明細書
【特許文献３】米国特許第５１２８６２０号明細書
【特許文献４】米国特許第３７８１６６７号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１１／１２１８５３号明細書
【特許文献６】独国特許第７３７４３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それ故に、本発明の課題は、試験変圧器がその電気パラメータに関して試験用物体に印加すべき最大試験電圧に適合するように設計される必要がもはやない、高電圧技術の機器用の試験システムを提供することにある。さらに、本発明の課題は、この試験システムによって実施可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する高電圧技術の機器、特に分路リアクトル用の試験システムによって解決され、並記された請求項５に記載の特徴を有する方法によって解決される。
【００１０】
本発明の試験システムの抽象的な思想は、連続に調整可能なインダクタンスと、不連続なステップで調整可能な静電容量とを試験変圧器の二次側に設けることにある。したがって、これらの当該部品が、インダクタンスとして形成された試験用物体と一緒に直列共振回路の共振点に同調可能である当該直列共振回路を構成する。したがって、当該試験システムの重要な部品は、実際の試験用物体、すなわちインダクタンスを形成する分路リアクトルと、静電容量を意味するコンデンサバンクとである。これらの２つの部品と、例えば調整チョークとして形成され得る調整可能なインダクタンスとが、これらの部品とこのインダクタンスとの相互作用に関する本発明の本質にしたがって直列共振回路を形成する。この直列共振回路は、エネルギー源と電動発電機セットとによって給電される。当該試験システムをその共振点に同調させるためには、不連続なステップで調整可能なコンデンサバンクの静電容量と、インダクタンスとして形成された試験用物体と、連続なステップで調整可能な調整チョークのインダクタンスとが同調して調整される必要がある。当該同調した調整は、以下で説明する本発明の方法の複数のステップにしたがって実施される。したがって、試験変圧器の電気パラメータに関して試験用物体に今まで適合された当該試験変圧器が、明らかにより小さく且つより安価に構成され得る。本発明の本質によれば、１１０ＭＶＡの分路リアクトルに対しては、試験変圧器が、４ＭＶＡの出力を有するだけで十分である。したがって、当該試験変圧器が、より小さい出力用に設計され得るだけではなくて、試験システムに既に供給された全電力を提供しなければならない電動発電機セットも、当該試験システムに給電するために、本発明にしたがって変化するフレームパラメータに適合され得る。したがって、当該試験システムに対する全コストが、従来の技術に比べて著しく低下する。
【００１１】
本発明の試験システムによって実施可能な方法を提唱できるようにするためには、さらに以下の技術的な課題が解決される必要がある。この場合、試験用物体の電気パラメータ、特にこの試験用物体のインダクタンスが、変化可能でなく、当該試験システム内で一定を成す。同時に、当該試験用物体の電気パラメータでは、製造公差に起因して、目標値の５％までの偏差を考慮に入れる必要がある。したがって、当該試験システムのフレームパラメータが、容易に予測され得ない結果、容易にプリセットされ得ない。この場合、当該試験システムの周波数変換機が、２００Ｈｚまでの可変周波数を発生できる。この場合、２つの周波数が、試験のために重要である。
・１２０〜２００Ｈｚの周波数による誘導耐電圧試験、
・商用周波数、すなわち５０又は６０Ｈｚによる損失電力測定。
【００１２】
誘導耐電圧試験では、本発明の試験システムの共振回路の追加の微調整が、周波数変換機によって調整可能な試験周波数を適合させることによって実施され得る。何故なら、この試験周波数は、上述したように、所定の帯域幅内で自由に選択され得るからである。しかしながら、損失電力測定では、一定の試験周波数が、上記のＩＥＣによって予め設定されている。この場合、静電容量とインダクタンスとの間での正確な同調が必要である。コンデンサバンクの静電容量が、同様に上述したように、不連続なステップで、すなわち連続しないで調整され得るので、本発明によれば、追加の調整チョークが、当該試験回路を微調整するために設けられている。何故なら、当該調整チョークのインダクタンスが、所定の範囲内で不連続なステップではなくて連続して調整可能であるからである。しかしながら、この連続に調整可能な範囲は、比較的狭く、５％までの試験用物体の電気パラメータの製造公差を補正しない。
【００１３】
それ故に、本発明の試験システムを用いて実施可能な方法が提唱される。この方法では、この試験システム内の過少静電容量が、測定装置によって測定されたときに、コンデンサバンクの個々の静電容量が、反復プロセスによってオンにされるか、又は、過剰静電容量が、この測定装置によって測定されたときに、過剰静電容量の前もって規定された閾値が支配するまで、個々の静電容量がオフにされるという方法で、この試験システムの粗調整が、当該コンデンサバンクの不連続に調整可能な当該静電容量によって実施されるので、その後に当該試験システムの微調整が、連続に調整可能なインダクタンスによって実施される。したがって、これらの当該部品は、インダクタンスとして形成された試験用物体と一緒に直列共振回路を構成する。この直列共振回路は、その共振点に同調可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書の冒頭で評価されている従来の技術から公知の高電圧技術の機器用の試験システムを示す。
【図２】高電圧技術の機器用の本発明の試験システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２には、高電圧技術の機器用の、特に機器の電気等価回路図においてインダクタンスを表す当該機器用の本発明の試験システムが示されている。この試験システムは、給電のためのエネルギー源８を有する。この場合、当該エネルギー源８は、例えば何らかの形態で存在する電力網によって構成され得る。図２では、当該エネルギー源８は、周波数変換機９の入力部に接続されている。この周波数変換機９は、その分野で一般的な周波数変換機として構成され得る。周波数変換機９と相互作用する当該電力網側の給電の代わりに、本発明の試験システムは、電動発電機セット１０を用いても稼働され得る。この電動発電機セット１０には、試験システム内で、周波数及び電圧をその試験システム向けに適合させて制御するという役割がある。したがって、この電動発電機セット１０は、当業者に既知の、周波数変換機９に対する等価物を意味する。この場合、周波数変換機９又は電動発電機セット１０の出力部が、試験変圧器１１の一次側１１．１に接続されている。この試験変圧器１１の入力電力量は、損失電力試験用の仕様５ｋＶ−２０ｋＶ，５０Ｈｚ又は誘導耐電圧試験用の仕様２００Ｈｚによって決まる。電動発電機セット１０の仕様は、エネルギー供給のその場所の状況に適合される。その結果、当該仕様は、多種多様である。多くの場合、当該試験領域は、工業用エネルギー供給網（三相交流電圧、５０Ｈｚ、１０ｋＶ−２０ｋＶ）によって給電される。この場合、当該電動機は、電気機器として、特に同期機として構成されている。大出力の電気エネルギー供給網が存在しない場合は、当該エネルギー源を交換するため、ディーゼルエンジンが、この場所で使用され得る。このディーゼルエンジンは、共通の１つの軸上で発電機に連結される。運動エネルギーが、この発電機内で電気エネルギーに変換され、試験変圧器１１へ与えられる。多くの場合、この発電機は、同期発電機である。その詳細な仕様、すなわち、突極型同期発電機又は円筒型同期発電機、極対数が、当該連結する軸の回転数にしたがって、当該ディーゼルエンジンの仕様に適合される。
【００１６】
試験用物体１２、すなわち分路リアクトルが、試験変圧器１１の二次側１１．２に接続されている。当該試験用物体１２、すなわち分路リアクトルは、その電気等価回路図においてインダクタンスを意味する。図１に示されている従来の技術とは違って、本発明の試験システムは、試験変圧器１１の二次側１１．２に、連続に調整可能なインダクタンス１３と、不連続なステップで調整可能な静電容量１４とを有し、当該両インダクタンス１３及び静電容量１４が、直列回路としてこの試験システム内に組み込まれている。したがって、直列共振回路が、インダクタンスとして形成された試験用物体１２と一体となったこれらの当該部品を用いて構成可能である。
【００１７】
試験用物体１２にかかる電圧を測定可能な値に低下させるため、図示されていない評価装置に接続している分圧器１５が、試験用物体１２と試験変圧器１１の二次側１１．２との間に設けられている。
【００１８】
本発明の試験システムを用いて実施可能な方法では、当該試験システム内の過少静電容量が、測定装置によって測定されたときに、コンデンサバンクの個々の静電容量１４が、反復プロセスによってオンにされるか、又は、過剰静電容量が、この測定装置によって測定されたときに、前もって確定された過剰静電容量の閾値が支配するまで、個々の静電容量がオフにされるという方法で、この試験システムの粗調整が、当該コンデンサバンクの不連続に調整可能な静電容量１４によって実施されるので、その後に当該試験システムの微調整が、連続に調整可能なインダクタンス１３によって実施される。したがって、これらの当該部品は、インダクタンスとして形成された試験用物体１２と一緒に直列共振回路を構成する。この直列共振回路は、その共振点に同調可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１        電動発電機セット
２        エネルギー源
３        周波数変換機
４        試験変圧器
４．１    一次側
４．２    二次側
５        可変静電容量
６        試験用物体（インダクタンス）
７        分圧器
８        エネルギー源
９        周波数変換機
１０      電動発電機セット
１１      試験変圧器
１１．１  一次側
１１．２  二次側
１２      試験用物体
１３      調整可能なインダクタンス
１４      調整可能な静電容量
１５      分圧器
【図１】
2015513081.tif 000003
【図２】
2015513081.tif 000004
【国際調査報告】
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2015513081.tif 000006
2015513081.tif 000007
2015513081.tif 000008
2015513081.tif 000009
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