一种多功能电压跌落发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种多功能电压跌落发生装置，该装置包括用于产生电压跌落的一次系统和用于控制和保护所述一次系统的二次系统；所述一次系统包括：取能变压器、开关柜、矩阵式限流电抗器组、矩阵式短路电抗器组和单相接触器；所述二次系统包括监控系统、控制系统、保护系统及录波系统；所述二次系统与所述取能变压器的低压侧间设有不间断电源UPS；所述取能变压器、进线开关、旁路开关、出线开关串联；所述矩阵式限流电抗器组X1与所述旁路开关并联；所述矩阵式限流电抗器组X1、短路开关、矩阵式短路电抗器组X2、单相接触器串联。本实用新型专利技术提供的技术方案电路实现简单，抑制干扰的能力强。

Multifunctional voltage sag generating device

The utility model provides a multifunctional voltage sag generating device, the device includes a two system for voltage sags and for the control and protection of the primary system; including the first system: to cabinet, transformer, matrix type current limiting reactor group, matrix short circuit and single-phase reactor group contactor switch; the two system including monitoring system, control system and protection system and recording system; low voltage side of the two system and the power transformer is arranged between the uninterruptible power supply UPS; the power transformer, line switch, bypass switch, outlet switch series; the matrix type current limiting reactor group X1 and the bypass switch in parallel; the matrix type current limiting reactor X1, short circuit switch matrix, short circuit reactor group X2, single-phase contactor series. The technical proposal provided by the utility model has the advantages of simple circuit and strong capability of restraining interference.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能电压跌落发生装置
本技术涉及一种电压跌落发生装置，具体涉及一种应用于风电机组及光伏逆变器低电压穿越能力测试的电压跌落发生装置。
技术介绍
目前在我国新能源发电领域中，风力发电及光伏发电所占的比例越来越大，这两种发电系统对电网的影响也越来越不能被忽视。二者的共性是都为间歇性能源，并且根据我国风力源及太阳能资源的特点，二者大多数都是以大规模集中接入的方式接入电网。当电网发生故障造成并网点电压跌落时，一旦风电机组或者光伏逆变器自动脱网可能造成电网电压和频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行，使风力及太阳能这两种清洁能源的利用受到限制。因此，我国颁布的《风电场接入电力系统技术规定》及《光伏电站接入电力系统技术规定》均对并网的新能源发电设备的低电压穿越能力作出了规定，而目前的通用的测试方法为，使用符合相关测试规范的电压跌落发生装置对新能源发电设备进行测试。由于风电机组及光伏逆变器原理上的不同，相关规定中对电压跌落深度及形式要求也不一样。其中对于风电机组要求跌落至20％持续625ms风电机组不脱网，电压恢复后风电机组的电压在2s内恢复到额定电压的90％，对于光伏逆变器要求跌落至0％持续150ms，然后恢复到20％持续475ms最后恢复额定电压。由于跌落的形式不同，因此目前的主要的检测方法为分别使用不同跌落形式的跌落发生器分别对风电机组及光伏逆变器进行跌落测试。这样极大的增加了检测机构购置费用的成本。除此之外，当前测试设备大多数采用手动改变电抗器分接头来改变等效阻抗，从而得到预期的电压跌落深度。此种方法，每次改变跌落深度时都需要停电放电、进入高压室手动改变分接头，此种方法安全性较低，自动化程度不高。同时，传统的电压跌落发生装置，一般考核点为电压跌落深度，并不考核短路电流，对于一些需要考核短路电流的测试，不能很好的实现。为解决上述问题，本技术提供一种适用风电机组、光伏逆变器低电压穿越测试及其他特殊形式的电压跌落测试的电压跌落发生装置。
技术实现思路
本技术提供一种多功能电压跌落发生装置，该装置采用阻抗分压的形式串联在风电机组、光伏逆变器或者其他被测设备与电网之间。本技术提供一种多功能电压跌落发生装置，该装置包括用于产生电压跌落的一次系统和用于控制和保护所述装置的二次系统；所述一次系统包括：取能变压器、开关柜、矩阵式限流电抗器组X1、矩阵式短路电抗器组X2和单相接触器；所述二次系统为分层分布式结构包括：监控系统、控制系统、保护系统和录波系统；所述二次系统与所述取能变压器的低压侧间设有不间断电源UPS。所述开关柜包括：进线开关CB1、旁路开关CB2、出线开关CB3、短路开关CB4、限流复合开关和短路复合开关；一次系统中，所述取能变压器、进线开关CB1、旁路开关CB2、出线开关CB3串联；所述矩阵式限流电抗器组X1与所述旁路开关CB2并联；所述矩阵式限流电抗器组X1、短路开关CB4、矩阵式短路电抗器组X2、单相接触器串联。所述矩阵式限流电抗器组X1包括串联的三相电抗器，每个三相电抗器并联一个限流复合开关；电压跌落前通过改变限流复合开关的开合状态，改变矩阵式限流电抗器组X1的等效阻抗。所述矩阵式短路电抗器X2包括串联的三相电抗器，每个三相电抗器并联一个短路复合开关；电压跌落前通过改变短路复合开关的开合状态，改变矩阵式短路电抗器组X2的等效阻抗。所述单相接触器末端设有接地连接点，用于实现接地系统或者不接地系统的测试功能。所述监控系统用于对所述装置的监视和控制，包括监控模块和录波分析模块；所述监控模块为装置的人机接口，通过监控模块完成对设备的监视及控制；所述录波分析模块用于波形数据的处理，收到录波数据后自动计算出电压跌落是否符合要求，被测设备是否通过测试。所述控制系统用于对所述装置的自动化控制，包括逻辑模块、IO模块、AD模块；所述逻辑模块通过以太网与所述监控系统连接，所述逻辑模块通过内部高速总线与所述IO模块和所述AD模块连接；所述保护系统用于对所述装置及操作人员的保护，包括保护模块、IO模块、AD模块；所述保护模块通过以太网与所述监控系统连接，所述保护模块通过内部高速总线与所述IO模块和所述AD模块连接。所述录波系统用于实验过程中数据的收集，包括数据处理模块、IO模块、AD模块、存储模块；所述数据处理模块通过以太网与所述监控系统连接，所述数据处理模块通过内部高速总线与所述IO模块及所述AD模块连接。与最接近的现有技术比，本技术提供的技术方案具有以下优异效果：(1)本技术提供一种多功能电压跌落发生装置，该装置能够提供多种形式的电压跌落，可应用于风电机组、光伏逆变器等其他领域低电压穿越能力测试及短路试验等；(2)本技术在一次系统上首次使用了矩阵式电抗器组及复合开关控制，复合开关具有带电分合能力，采用复合开关避免了只采用旁路开关及短路开关只能动作一次的问题，通过设置旁路开关、短路开关及复合开关的动作逻辑完成两次不同深度的连续跌落，多个复合开关的同时动作不一致的问题可以通过设定不同的动作延时时间解决；复合开关较传统的开关相比，价格成本具有优势，通断电流大小可以通过对电抗器的设计及保护设计限值；极大的减小了安装尺寸，提高了自动化程度，并实现两次不同深度的电压的连续跌落。(3)本技术在试验过程中无需人工干预，与传统手动连接的方式相比，能够通过控制系统自动完成跌落深度的改变，改变短路阻抗无需停电，提高了试验便捷性及操作安全系数；(4)本技术二次系统采用模块化结构设计，采用分层分布式结构、减小了模块之间耦合性，提高了装置的扩展能力；(5)本技术接口丰富，方便采集被测设备外部相关信号；(6)本技术集成度高，人机界面友好，通过后台监控系统可以完成所有的控制功能，可以实现自动试验，自动完成跌落试验及录波数据的采集；(7)本技术具有完备的保护功能，除常规的电量保护及非电量保护外还配备人身防护保护；(8)本技术电路实现简单，抑制干扰的能力强。附图说明图1为本技术一种多功能电压跌落发生装置一次系统的主电路图；图2为本技术一种多功能电压跌落发生装置二次系统的网络结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细的说明：本技术提供一种多功能电压跌落发生装置，该装置包括用于产生电压跌落的一次系统和用于控制和保护所述装置的二次系统；如图1所示，所述一次系统包括：取能变压器、开关柜、矩阵式限流电抗器组X1、矩阵式短路电抗器组X2和单相接触器；所述取能变压器用于给装置的二次系统供电，位于装置进线端，为了满足不同电压等级的被测系统的测试条件，该取能变压器包括多个抽头，等把不同等级的系统电压转化为标准的二次设备工作电压。所述开关柜包括：进线开关CB1、旁路开关CB2、出线开关CB3、短路开关CB4、限流复合开关和短路复合开关；所述取能变压器、进线开关CB1、旁路开关CB2、出线开关CB3串联；所述出线开关CB3与被测设备相连，所述装置进行空载试验时，出线开关CB3打开，可以避免空载测试时设备阻抗对跌落深度的影响。所述矩阵式限流电抗器组X1与所述旁路开关CB2并联；被测设备正常发电时，所述旁路开关CB2闭合，所述限流电抗器组X1处于旁路状态；所述限流电抗器组X1，包括如下作用：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能电压跌落发生装置，其特征在于，该装置包括用于产生电压跌落的一次系统和用于控制和保护所述装置的二次系统；所述一次系统包括：取能变压器、开关柜、矩阵式限流电抗器组X1、矩阵式短路电抗器组X2和单相接触器；所述二次系统为分层分布式结构包括：监控系统、控制系统、保护系统和录波系统；所述二次系统与所述取能变压器的低压侧间设有不间断电源UPS。

【技术特征摘要】
1.一种多功能电压跌落发生装置，其特征在于，该装置包括用于产生电压跌落的一次系统和用于控制和保护所述装置的二次系统；所述一次系统包括：取能变压器、开关柜、矩阵式限流电抗器组X1、矩阵式短路电抗器组X2和单相接触器；所述二次系统为分层分布式结构包括：监控系统、控制系统、保护系统和录波系统；所述二次系统与所述取能变压器的低压侧间设有不间断电源UPS。2.如权利要求1所述的多功能电压跌落发生装置，其特征在于，所述开关柜包括：进线开关CB1、旁路开关CB2、出线开关CB3、短路开关CB4、限流复合开关和短路复合开关。3.如权利要求2所述的多功能电压跌落发生装置，其特征在于，一次系统中，所述取能变压器、进线开关CB1、旁路开关CB2、出线开关CB3串联；所述矩阵式限流电抗器组X1与所述旁路开关CB2并联；所述矩阵式限流电抗器组X1、短路开关CB4、矩阵式短路电抗器组X2、单相接触器串联。4.如权利要求1所述的多功能电压跌落发生装置，其特征在于，所述矩阵式限流电抗器组X1包括串联的三相电抗器，每个三相电抗器并联一个限流复合开关；电压跌落前通过改变限流复合开关的开合状态，改变矩阵式限流电抗器组X1的等效阻抗。5.如权利要求1所述的多功能电压跌落发生装置，其特征在于，所述矩阵式短路电抗器X2包括串联的三相电抗器，每个三相电抗器并联一个短路复合开关；电压跌落前通过改变短路复合开关的开合状态，改变...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，李兰芳，赵刚，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，南京南瑞集团公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京,11