一种电网适应性测试装置制造方法及图纸

本申请公开一种电网适应性测试装置，包括：扰动电源装置、扰动线路开关和旁路开关，其特征在于，所述扰动电源装置包括：移相变压器、四象限变流器和主控制器；所述主控制器分别与所述移相变压器和所述四象限变流器连接；所述移相变压器包括：分别与所述主控制器相连接的第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器和第二电流互感器；所述四象限变流器采用三相级联式拓扑结构，且每一相由30个功率变换单元级联组成；所述功率变换单元包括：整流端、主控端和逆变端。本申请提供的电网适应性测试装置，能有效解决现有测试装置供电电能质量低的问题。

Adaptability test device for electric network

The invention discloses a grid adaptive test device, including: a power supply device, disturbance disturbance circuit switch and a bypass switch, which is characterized in that the disturbance power supply device includes a phase shifting transformer, four quadrant converter and the main controller; the main controller is respectively connected with the phase-shifting transformer and the four quadrant converter; the including: the phase-shifting transformer is respectively connected with the main controller of the first voltage transformer, current transformer, the first second voltage transformers and second current transformers; the four quadrant converter using three-phase cascade topology, and each phase consists of 30 cascaded power conversion unit; the power conversion unit the main control terminal, including the rectifier side and inverter side. The utility model provides an electric network adaptive testing device, which can effectively solve the problem that the quality of the power supply of the existing testing device is low.

【技术实现步骤摘要】
一种电网适应性测试装置
本申请涉及电网测试
，尤其涉及一种电网适应性测试装置。
技术介绍
理想的供电电压波形应该是纯正弦波，并且具备标称的幅值与频率，但是由于供电电网自身的稳定性和鲁棒性不足，容易出现频率偏差、电压偏差、电压波动于闪变、暂时或瞬态过电压、波形畸变以及电压暂降与短时间中断等扰动性问题，从而导致用电设备故障或不能正常工作。现今，通常采用电网适应性测试装置来测试和提高用电设备对电网的适应性。如图1所示，现有电网适应性测试装置一般包括：扰动性装置、断路器和旁路开关。如果对用电设备进行常规测试，则分开断路器，并闭合旁路开关，令用电设备直接引入电网电能；如果对用电设备进行扰动性测试，则分开旁路开关，并闭合断路器，令用电设备引入扰动性装置提供的扰动性电能。由于用电设备中存在电容等会出现瞬时短路的器件，因此扰动装置中的电源通常采用软启动方式如可变电阻启动或者电子式晶闸管调压软启动装置来降低冲击电流。但是可变电阻启动器占地面积大，增加土建费用，且不能在短时间内多次投入使用；而电子晶闸管调压软启动装置采用相控方式调节输出电压，会降低电网功率因数，进而降低电能转换效率，增加用电设备在测试过程中的耗能，并且会带来谐波污染，降低电能质量。
技术实现思路
本申请提供一种电网适应性测试装置，以解决现有测试装置供电电能质量低的问题。根据本申请的实施例，提供一种电网适应性测试装置，包括：扰动电源装置、扰动线路开关和旁路开关，其特征在于，所述扰动电源装置包括：移相变压器、四象限变流器和主控制器；所述主控制器分别与所述移相变压器和所述四象限变流器连接，用于产生控制指令并发送至所述移相变压器与所述四象限变流器；所述移相变压器用于连接扰动电网的输入端子；所述移相变压器包括：分别与所述主控制器相连接的第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器和第二电流互感器，用于测量常规电网及扰动电网的输入电压信号和输入电流信号；所述四象限变流器采用三相级联式拓扑结构，且每一相由30个功率变换单元级联组成，用于根据所述控制指令，产生扰动性电压和频率，并输出正弦波；所述功率变换单元包括：整流端、主控端和逆变端；所述主控端用于计算待补偿无功功率，并控制所述功率变换单元输出与所述待补偿无功功率等量的无功功率；所述整流端用于将所述移相变压器输出的交流电压信号整流成直流电压信号；所述逆变端采用H桥式电路，用于将由所述整流端输出的直流电压信号逆变成交流电压信号。可选地，所述移相变压器还包括：N组副边绕组；所述副边绕组的输出电压幅值均相等，每个绕组的相位角依次相差一个移相角；所述移相角为60°/N。可选地，所述逆变端还包括：直流支撑电容和子控制器；所述直流支撑电容用于稳定直流电压；所述子控制器分别与直流支撑电容、H桥逆变电路及所述主控制器，用于接收所述主控制器的指令，并向所述主控制器反馈所述逆变端的状态信息。可选地，所述整流端的每个桥臂采用2个并联的同型号IGBT或者IGCT，所述逆变端的每个桥臂采用3个并联的IGBT或者IGCT。可选地，所述四象限变流器采用载波移相SPWM调制，用于减少输出电压信号的谐波含量。可选地，所述第一电压感应器、所述第一电流感应器、所述第二电压感应器和所述第二电流感应器分别于所述主控制器由光纤连接。可选地，所述装置还包括：输入断路器；所述输入断路器与所述扰动线路开关连接，用于控制电网扰动性测试装置的通断电。由以上技术可知，本申请提供一种电网适应性测试装置，包括：扰动电源装置、扰动线路开关和旁路开关，其特征在于，所述扰动电源装置包括：移相变压器、四象限变流器和主控制器；所述主控制器分别与所述移相变压器和所述四象限变流器连接，用于产生控制指令并发送至所述移相变压器与所述四象限变流器；所述移相变压器用于连接扰动电网的输入端子；所述移相变压器包括：分别与所述主控制器相连接的第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器和第二电流互感器，用于测量常规电网及扰动电网的输入电压信号和输入电流信号；所述四象限变流器采用三相级联式拓扑结构，且每一相由30个功率变换单元级联组成，用于根据所述控制指令，产生扰动性电压和频率，并输出正弦波；所述功率变换单元包括：整流端、主控端和逆变端；所述主控端用于计算待补偿无功功率，并控制所述功率变换单元输出与所述待补偿无功功率等量的无功功率；所述整流端用于将所述移相变压器输出的交流电压信号整流成直流电压信号；所述逆变端采用H桥式电路，用于将由所述整流端输出的直流电压信号逆变成交流电压信号。使用时，将扰动线路开关和扰动电源装置串联，与旁路开关并联连入电网。如果需要对用电设备进行常规测试，则断开所述扰动线路开关，并闭合所述旁路开关，将用电设备直接引入电网电能；如果需要对用电设备进行扰动性测试，则断开所述旁路开关，并闭合所述扰动线路开关，用所述扰动电源装置为用电设备提供电能。当用电设备接入所述扰动电源装置时，通过主控制器对移相变压器发出指令，由所述移相变压器中的第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器和第二电流互感器分别采集来自所述扰动电源装置的输出电压/电流信号，所述输出电压/电流信号进入四象限变流器，再由所述主控制器对所述四象限变流器发出指令，通过所述四象限变流器调整扰动频率及电压波形，并同时实现对所述输出电压/电流信号的无功补偿，从而提高电能转化效率，保证扰动电源装置提供的电能质量。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有电网适应性测试装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种电网适应性测试装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的扰动电源装置的内部结构示意图；图4为本申请实施例提供的移相变压器的内部结构示意图；图5为本申请实施例提供的功率变换单元的结构示意图；图6为本申请实施例提供的功率变换单元逆变端的结构示意图；图7为本申请实施例提供的四象限变流器三相级联拓扑结构示意图；图8为本申请实施例提供的功率变换单元内H桥逆变电路拓扑结构示意图；图9为本申请实施例提供的另一种电网适应性测试装置的结构示意图。图示说明：其中：100-扰动线路开关，200-扰动电源装置，210-主控制器，220-移相变压器，221-第一电压互感器，222-第一电流互感器，223-第二电压互感器，224-第二电流互感器，230-四象限变流器，240-功率变换单元，241-主控端，242-整流端，243-逆变端，244-子控制器，245-直流支撑电容，246-H桥逆变电路，300-旁路开关，400-输入断路器。具体实施方式参见图2，一种电网适应性测试装置的结构示意图。本实施例提供一种电网适应性测试装置，包括：扰动电源装置200、扰动线路开关100和旁路开关300，其特征在于，所述扰动电源装置200包括：移相变压器220、四象限变流器230和主控制器210；所述主控制器210分别与所述移相变压器220和所述四象限变流器230连接，用于产生控制指令并发送至所述移相变压器220与所述四象限变流器230；所述移相变压器220用于连接扰动电网的输入端子；所述移相变压器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网适应性测试装置，包括：扰动电源装置、扰动线路开关和旁路开关，其特征在于，所述扰动电源装置包括：移相变压器、四象限变流器和主控制器；所述主控制器分别与所述移相变压器和所述四象限变流器连接，用于产生控制指令并发送至所述移相变压器与所述四象限变流器；所述移相变压器用于连接扰动电网的输入端子；所述移相变压器包括：分别与所述主控制器相连接的第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器和第二电流互感器，用于测量常规电网及扰动电网的输入电压信号和输入电流信号；所述四象限变流器采用三相级联式拓扑结构，且每一相由30个功率变换单元级联组成，用于根据所述控制指令，产生扰动性电压和频率，并输出正弦波；所述功率变换单元包括：整流端、主控端和逆变端；所述主控端用于计算待补偿无功功率，并控制所述功率变换单元输出与所述待补偿无功功率等量的无功功率；所述整流端用于将所述移相变压器输出的交流电压信号整流成直流电压信号；所述逆变端采用H桥式电路，用于将由所述整流端输出的直流电压信号逆变成交流电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种电网适应性测试装置，包括：扰动电源装置、扰动线路开关和旁路开关，其特征在于，所述扰动电源装置包括：移相变压器、四象限变流器和主控制器；所述主控制器分别与所述移相变压器和所述四象限变流器连接，用于产生控制指令并发送至所述移相变压器与所述四象限变流器；所述移相变压器用于连接扰动电网的输入端子；所述移相变压器包括：分别与所述主控制器相连接的第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器和第二电流互感器，用于测量常规电网及扰动电网的输入电压信号和输入电流信号；所述四象限变流器采用三相级联式拓扑结构，且每一相由30个功率变换单元级联组成，用于根据所述控制指令，产生扰动性电压和频率，并输出正弦波；所述功率变换单元包括：整流端、主控端和逆变端；所述主控端用于计算待补偿无功功率，并控制所述功率变换单元输出与所述待补偿无功功率等量的无功功率；所述整流端用于将所述移相变压器输出的交流电压信号整流成直流电压信号；所述逆变端采用H桥式电路，用于将由所述整流端输出的直流电压信号逆变成交流电压信号。2.根据权利要求1所述的一种电网适应性测试装置，其特征在于，所述移相变压器还包括：N组副边绕组；所述副...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜男，吴水军，何廷一，陈勇，彭俊臻，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53