双馈变流器满功率老化试验平台制造技术

提供2MW风力发电机组用的双馈变流器满功率老化试验平台，其包括配电柜、输入变压器、待测试双馈变流器、输出滤波器、环路变压器、上位机控制系统和测量显示系统。待测试双馈变流器的转子侧接输出滤波器，定子侧接环路变压器。该平台可全面评估2MW双馈变流器满功率运行时各项指标是否满足设计要求，为后续产品设计改型提供充足的测试数据。本设计输入电源为交流380V，采用内部循环功率方式，设备运行时仅需要提供老化平台的系统损耗，对电网容量要求比较低。待测试双馈变流器的接线方式、调试流程和现场完全一致，简化了工厂调试工序。上位机控制系统采用高速网络连接，操作简便，数据信息量大，有助于对风电机组用双馈变流器运行情况进行全面监控。

Full power aging test platform for doubly fed converter

A full-power aging test platform for Doubly-fed converters used in 2MW wind turbines is provided, including distribution cabinets, input transformers, doubly-fed converters to be tested, output filters, loop transformers, host computer control systems and measurement and display systems. The rotor side output filter of the doubly fed converter is tested, and the stator side loop transformer is used. The platform can comprehensively evaluate whether the performance of the 2MW doubly-fed converter meets the design requirements at full power operation, and provide sufficient test data for subsequent product design and modification. The input power supply of this design is 380V AC, which adopts internal cycle power mode. When the equipment is running, it only needs to provide the system loss of the aging platform, and the requirement of power grid capacity is relatively low. The wiring mode and debugging process of the doubly-fed converter to be tested are identical with those of the field, which simplifies the commissioning process of the factory. The upper computer control system adopts high-speed network connection, which is easy to operate and has a large amount of data information. It is helpful to monitor the operation of doubly-fed converter for wind turbine.

【技术实现步骤摘要】
双馈变流器满功率老化试验平台
本技术涉及电力电子领域当中的设备老化测试，特别地，涉及一种双馈变流器满功率老化试验平台。
技术介绍
满功率老化试验是双馈变流器产品出厂前的重要测试环节，也是产品质量设计改型的重要数据来源。满功率老化试验可全面评估双馈变流器满功率运行时各项性能指标，尤其是关键器件的质量管控、温升考核，以及整机的装配工艺考核。目前双馈变流器满功率老化常用的方法主要有：(1)搭建一种类似现场的运行平台，包括拖动变频器、原动机组、增速齿轮箱、双馈风力发电机组。上述配置对设备场地要求高，投入成本大，维护操作复杂，老化成本高，不适合进行大规模的出厂测试。(2)另一种比较常用的是输出分别带电抗器负载，通过无功电流的交换达到变流器满载电流运行。此方法侧重于考核满载工况下功率单元的温升，且需要额外提供稳定的直流电压源，机侧变流器、网侧变流器分开调试，且控制器程序不能兼容出厂程序，老化效率低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新的双馈变流器满功率老化试验平台。提供一种双馈变流器满功率老化试验平台，其包括输入变压器、待测试双馈变流器、输出滤波器、环路变压器、上位机控制系统和测量显示系统，其中，所述输入变压器连接到所述待测试双馈变流器，为所述待测试双馈变流器提供电网输入；所述待测试双馈变流器的转子侧连接所述输出滤波器，所述待测试双馈变流器的定子侧连接所述环路变压器；所述上位机控制系统与所述待测试双馈变流器网络连接；所述测量显示系统与所述待测试双馈变流器连接，以测量所述待测试双馈变流器的网侧电流和机侧电流。在至少一个实施方式中，所述双馈变流器满功率老化试验平台还包括连接到所述输入变压器的输入的配电柜，所述配电柜包括彼此并联的多路分支断路器。在至少一个实施方式中，所述输入变压器的电压比为380V/690V，所述输入变压器的二次侧690V输出连接所述待测试双馈变流器的电网进线。在至少一个实施方式中，所述输出滤波器的输入连接到所述待测试双馈变流器的机侧变流器的转子出线，所述输出滤波器的输出连接到所述环路变压器的二次侧分接头。在至少一个实施方式中，所述输出滤波器包括并联的分别为0.37mH和0.5mH两个电抗器。在至少一个实施方式中，所述环路变压器的一次侧连接所述待测试双馈变流器的定子出线，所述环路变压器的二次侧预留±5％、±10％四个分接头。在至少一个实施方式中，所述测量显示系统包括四个电流传感器，分别采集所述待测试双馈变流器的两路网侧变流器、两路机侧变流器的电流送到数字示波器。在至少一个实施方式中，所述测量显示系统还包括四个电流传感器和两个电压传感器，分别采集两路电网电压、两路电网电流和所述待测试双馈变流器的两路定子电流，并将采集到的信号汇集到电压电流数显表显示。在至少一个实施方式中，所述环路变压器的电压比690V/400V。在至少一个实施方式中，所述待测试双馈变流器为2MW双馈变流器。本技术的设计仅需要电源提供老化平台的系统损耗，对设备场地要求比较低，调试工艺简单。采用网络调试速度快，数据量大，可全面监测系统的运行状况，获取关键的运行数据。该平台可全面评估2MW双馈变流器满功率运行时各项指标是否满足设计要求，为后续产品设计改型提供充足的测试数据。本设计输入电源为交流380V，采用内部循环功率方式，设备运行时仅需要提供老化平台的系统损耗，对电网容量要求比较低。待测试双馈变流器的接线方式、调试流程和现场完全一致，简化了工厂调试工序。上位机控制系统采用高速网络连接，操作简便，数据信息量大，有助于对风电机组用双馈变流器运行情况进行全面监控。附图说明图1示出了根据本技术的一个实施方式的双馈变流器满功率老化试验平台的总体结构示意图。图2示出了根据本技术的一个实施方式的双馈变流器的基本结构示意图。具体实施方式下面参照附图说明本技术的示例性实施方式。例如风力发电用的双馈变流器出厂前必须完成满功率负载运行测试，考核各个关键器件的温升，完成整机的各项性能指标测试，保证出厂变流器在各种恶劣环境下均能够长时间持续可靠运行。测试平台总的设计原则是尽可能从电网少吸收有功、无功功率，机侧变流器、网侧变流器的输出电流分别达到各自的额定电流，并在额定电流下持续运行超过6小时，各关键器件的温升在设计范围内，各项性能指标满足出厂要求。本技术可以通过下述方案来实现。A.双馈变流器满功率老化试验平台的总体设计本实施方式的双馈变流器可以为例如2MW双馈变流器。为了确保变流器老化平台尽可能少吸收电网有功、无功功率，同时尽可能模拟现场运行工况，采用有功功率循环流动方式设计。参见图1和图2，有功功率流动路径为网侧变流器48从电网侧吸收能量，通过母线向机侧变流器49提供能量，机侧变流器49通过环路变压器T2将能量返还电网，整个老化平台运行中仅需要提供很小部分的损耗，具体设计包括以下三大部分：(1)主电路，(2)测量显示系统6，(3)上位机控制系统7。B.主电路主电路包括配电柜1、输入变压器T1、输出滤波器3以及环路变压器T2。配电柜1中设计QC3、QC4、QC53个分支断路器并联使用，共同提供双馈变流器老化平台电源输入，设计QC2分支断路器支路供车间其它设备使用。输入变压器T1选为Dyn11组别，电压比为380V/690V，满足老化平台电源输入要求。二次侧690V输出接待测试双馈变流器4的电网进线41，主要作用为衰减双馈变流器4产生的高频谐波，避免对电网造成污染，同时隔断电网输入噪声。输出滤波器3的输入接机侧变流器49的转子出线491，输出接环路变压器T2的二次侧分接头，输出滤波器3由电抗器并联组成，电抗器具有传递能量、限制谐波以及平衡环路变压器T2和机侧变流器49的输出端电压的作用。本设计选择0.37mH和0.5mH两个电抗器并联，体积小、成本低且满足变流器额定电流运行要求。环路变压器T2主要承担机侧、网侧变流器有功能量传递功能，保证有功功率循环流动，还有阻断网侧变流器48、机侧变流器49之间环流的作用，避免环流对变流器直流母线支撑电容的损坏。环路变压器T2设计为Dyn11组别，电压比690V/400V，一次侧接待测试双馈变流器4的定子出线42，二次侧预留±5％、±10％四个分接头，可以根据双馈变流器4实际运行电流要求进行调整。C.测量显示系统6测量显示系统6设计主要为更直观获得系统各部分的电压、电流大小，保证系统工作在允许范围内。测量显示系统6分两路设计，其中一路包括四个电流传感器，分别采集两路网侧变流器48、两路机侧变流器49的电流送到数字示波器61，可实时监测电流波形质量以及幅值变化情况。另一路采集两路电网电压、两路电网电流、两路定子电流，并将采集到的模拟信号汇集到集中电压电流数显表62显示。D.上位机控制系统7上位机控制系统7和待测试双馈变流器4采用网络连接，可以实时观测变流器内部的变量数据及波形信息，记录并存储相关波形。控制系统操作简单，只需要简单的几步就可以实现双馈变流器4的额定电流运行，大致控制流程如下：首先启动网侧变流器48，建立直流母线电压，同时吸收主滤波回路电容上的电流。接下来启动机侧变流器49开始给环路变压器T2励磁，同时调整输出电压的幅值和相位，使得环路变压器T2的一次侧感应的电压和电网电压保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双馈变流器满功率老化试验平台，其特征在于，包括输入变压器、待测试双馈变流器、输出滤波器、环路变压器、上位机控制系统和测量显示系统，其中，所述输入变压器连接到所述待测试双馈变流器，为所述待测试双馈变流器提供电网输入；所述待测试双馈变流器的转子侧连接所述输出滤波器，所述待测试双馈变流器的定子侧连接所述环路变压器；所述上位机控制系统与所述待测试双馈变流器网络连接；所述测量显示系统与所述待测试双馈变流器连接，以测量所述待测试双馈变流器的网侧电流和机侧电流。

【技术特征摘要】
1.一种双馈变流器满功率老化试验平台，其特征在于，包括输入变压器、待测试双馈变流器、输出滤波器、环路变压器、上位机控制系统和测量显示系统，其中，所述输入变压器连接到所述待测试双馈变流器，为所述待测试双馈变流器提供电网输入；所述待测试双馈变流器的转子侧连接所述输出滤波器，所述待测试双馈变流器的定子侧连接所述环路变压器；所述上位机控制系统与所述待测试双馈变流器网络连接；所述测量显示系统与所述待测试双馈变流器连接，以测量所述待测试双馈变流器的网侧电流和机侧电流。2.根据权利要求1所述的双馈变流器满功率老化试验平台，其特征在于，还包括连接到所述输入变压器的输入的配电柜，所述配电柜包括彼此并联的多路分支断路器。3.根据权利要求1所述的双馈变流器满功率老化试验平台，其特征在于，所述输入变压器的电压比为380V/690V，所述输入变压器的二次侧690V输出连接所述待测试双馈变流器的电网进线。4.根据权利要求1所述的双馈变流器满功率老化试验平台，其特征在于，所述输出滤波器的输入连接到所述待测试双馈变流器的机侧变流器的转子出线，所述输出滤波器的输出连接到所述环路变压器的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雄飞，张俊杰，
申请(专利权)人：国电龙源电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11