一种级联拓扑实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种级联拓扑实验装置，包括机柜、控制器、三相交流电抗器、单相上下桥臂电抗器和功率单元，所述机柜前面下方设置有前安装面板，所述前安装面板下部安装直流断路器、塑壳断路器和第一接触器，所述塑壳断路器的一端连接交流线，塑壳断路器的另一端连接第一接触器的一端，第一接触器的另一端连接三相交流电抗器的一端，三相交流电抗器的另一端连接单相上下桥臂电抗器的一端，单相上下桥臂电抗器的另一端连接功率单元的交流侧，功率单元的直流侧连接直流断路器。本实用新型专利技术装置结构简单，可靠性强，可以很好的模拟柔性直流输电技术。

A cascade topology experimental device

【技术实现步骤摘要】
一种级联拓扑实验装置
本技术涉及一种级联拓扑实验装置，属于高危环境安防装置

技术介绍
目前随着能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻，国家大力开发利用可再生清洁能源，致力于优化能源结构。可再生能源一般存在分散性、小型性、远离负荷中心等特点，可再生能源利用规模不断扩大，原有的交流输电技术和传统直流输电技术已经不能很好的满足输电需求，原有交流输电技术和直流输电技术相结合的模式也不够经济实惠。此外，随着可再生能源输送距离的增大和功率的增大，原有的输电方式无法满足灵活输电的需求，因为输送距离过大，输送途中会出现不必要的能量损耗，而且原有的输电方式因为电压源换流器产生的谐波含量少，还需要专门配置大型滤波器，土地占用率过多。柔性直流输电技术是一种基于电压源换流器、自关断器件等技术的新型输电技术，具有换相成功率高、可以独立控制输出功率、搭建使用方便等特点，在大规模的风电场等可再生能源传输领域具有较强的优势，但是柔性直流输电技术在高电压、大功率、混合结构直流输电等方面还存在问题，供电可靠性有待加强。
技术实现思路
针对现有柔性直流输电技术可靠性不足的问题，本技术提出了一种级联拓扑实验装置，装置内部设置有电抗器和功率单元，能够实现交流电和直流电互相转换，在装置内部还安装多个接触器、保护开关和预充电回路，保证输电过程安全可靠，在降低输电成本的同时可以更好的模拟柔性直流输电技术。为解决上述技术问题，本技术采用了如下技术手段：一种级联拓扑实验装置，包括机柜、控制器、三相交流电抗器、单相上下桥臂电抗器和功率单元，所述控制器、三相交流电抗器、单相上下桥臂电抗器和功率单元均固定安装在所述机柜内部，所述控制器位于机柜中部，控制器上设置有开入开出接口和霍尔模拟信号采样接口，所述三相交流电抗器与单相上下桥臂电抗器靠近机柜底部，所述功率单元靠近机柜顶部。所述机柜前面下方设置有前安装面板，在所述前安装面板下部安装有直流断路器、塑壳断路器和第一接触器，所述塑壳断路器的一端连接交流线，塑壳断路器的另一端连接第一接触器的一端，第一接触器的另一端连接三相交流电抗器的一端，三相交流电抗器的另一端连接单相上下桥臂电抗器的一端，单相上下桥臂电抗器的另一端连接功率单元的交流侧，功率单元的直流侧连接直流断路器。在所述前安装面板的中部安装有第一电压霍尔传感器、滤波器、第二接触器和整流桥，所述第一电压霍尔传感器并联在第一接触器两端，并通过电缆线连接控制器的霍尔模拟信号采样接口，所述滤波器的一端连接交流线，滤波器的另一端连接第一电源。所述第二接触器和整流桥组成预充电回路，第二接触器的一端连接塑壳断路器，第二接触器的另一端连接整流桥的一端，整流桥的另一端连接功率单元直流侧。在所述前安装面板上部安装有第一电源和中间继电器，所述第一电源用于给控制器供电，所述中间继电器的一端分别连接第一接触器和第二接触器，中间继电器的另一端连接控制器的开入开出接口。进一步的，所述机柜后面上方设置有后安装面板，所述后安装面板上安装有第二电压霍尔传感器、第三电压霍尔传感器、第一电流霍尔传感器、第二电流霍尔传感器和第三电流霍尔传感器，所述第二电压霍尔传感器并联在功率单元的直流侧，采集直流电压信号，所述第三电压霍尔传感器并联在三相交流电抗器的一端，采集三相交流电抗器输出的电压信号，所述第一电流霍尔传感器、第二电流霍尔传感器和第三电流霍尔传感器分别连接在三相交流电抗器的一端、单相上下桥臂电抗器的一端和功率单元的直流侧，采集交流信号和直流信号。所述第二电压霍尔传感器、第三电压霍尔传感器、第一电流霍尔传感器、第二电流霍尔传感器和第三电流霍尔传感器均通过电缆线连接控制器的霍尔模拟信号采样接口。进一步的，所述后安装面板上还安装第二电源和第三电源，所述第二电源和第三电源的电压均为15V，所述第二电源给第一电压霍尔传感器、第二电压霍尔传感器和第三电压霍尔传感器供电，所述第三电源给第一电流霍尔传感器、第二电流霍尔传感器和第三电流霍尔传感器供电。进一步的，所述前安装面板上还安装防雷器和多个保护开关。进一步的，所述级联拓扑实验装置还包括安装在机柜顶部的电压表，用于显示交流电压和直流电压。进一步的，所述前安装面板与后安装面板上设置塑料走线槽，所述塑料走线槽用于固定并密封安装面板上各个器件之间的连接线。进一步的，所述机柜后面的顶部和中部安装有散热风扇。进一步的，所述机柜底部安装万向脚轮。进一步的，所述机柜表面喷涂绝缘材料。进一步的，所述机柜内部安装导轨条，所述三相交流电抗器与单相上下桥臂电抗器固定在所述导轨条上。采用以上技术手段后可以获得以下优势：本技术提出了一种级联拓扑实验装置，在装置的机柜前后分别安装了前安装面板和后安装面板，前安装面板的中下部设置了断路器和接触器，与机箱内部器件连接形成了交流和直流互相转换的主回路，能够实现柔性直流输电技术，前安装面板的上部设置了与控制器相连的电源，形成控制回路，后安装面板上设置电压、电流传感器，与机柜内部连接检测机柜内部各处的电压和电流，这种硬件结构可以有效提高配线效率，方便实验人员安装和维护该装置，同时，隔离开来的器件能增强回路安全性并减少回路间的相互干扰。本技术装置中设置了预充电回路，连接交流电后，交流电可以先通过整流桥转换成直流电并传输到直流侧，减小装置交流侧与直流侧的电压差，防止因为电压差过大引起装置的保护动作，确保装置正常工作。本装置的机柜底部安装了万向脚轮，方便将装置移动到合适的位置，本装置能够适应复杂的环境，结构简单、可靠性强，容易安装和维护，可以很好的模拟柔性直流输电技术。附图说明图1为本技术一种级联拓扑实验装置的结构示意图。图2为本技术一种级联拓扑实验装置的后面结构示意图。图3为本技术装置中功率单元的结构示意图。图4为本技术装置中控制器的前面板示意图。图5为本技术装置中控制器的后面板示意图。图6为本技术装置中前安装面板的结构示意图。图7为本技术装置中后安装面板的结构示意图。图中，1是机柜，2是控制器，3是三相交流电抗器，4是单相上下桥臂电抗器，5是功率单元，6是电压表，7是前安装面板，8是后安装面板，9是万向脚轮，10是散热风扇，11是接口，12是矩形开口，13是以太网接口，14是光纤通讯接口，15是220V互相短接点,16是通讯接口，17是开入开出接口，18是电源接口，19是霍尔模拟信号采样接口，20是直流断路器，21是第一空气开关，22是塑壳断路器，23是第一接触器，24是防雷器24，25是第一电压霍尔传感器，26是滤波器，27是第二空气开关，28是第三空气开关，29是第二接触器，30是第四空气开关，31是第一电源，32是中间继电器，33是转接端子，34是第三接触器，35是第二电压霍尔传感器，36是第三电压霍尔传感器，37是第一电流霍尔传感器，38是第二电流霍尔传感器，39是第三电流霍尔传感器，40是第二电源，4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种级联拓扑实验装置，其特征在于，包括机柜、控制器、三相交流电抗器、单相上下桥臂电抗器和功率单元，所述控制器、三相交流电抗器、单相上下桥臂电抗器和功率单元均固定安装在所述机柜内部，所述控制器位于机柜中部，控制器上设置有开入开出接口和霍尔模拟信号采样接口，所述三相交流电抗器与单相上下桥臂电抗器靠近机柜底部，所述功率单元靠近机柜顶部；/n所述机柜前面下方设置有前安装面板，在所述前安装面板下部安装有直流断路器、塑壳断路器和第一接触器，所述塑壳断路器的一端连接交流线，塑壳断路器的另一端连接第一接触器的一端，第一接触器的另一端连接三相交流电抗器的一端，三相交流电抗器的另一端连接单相上下桥臂电抗器的一端，单相上下桥臂电抗器的另一端连接功率单元的交流侧，功率单元的直流侧连接直流断路器；/n在所述前安装面板的中部安装有第一电压霍尔传感器、滤波器、第二接触器和整流桥，所述第一电压霍尔传感器并联在第一接触器两端，并通过电缆线连接控制器的霍尔模拟信号采样接口，所述滤波器的一端连接交流线，滤波器的另一端连接第一电源；/n所述第二接触器和整流桥组成预充电回路，第二接触器的一端连接塑壳断路器，第二接触器的另一端连接整流桥的一端，整流桥的另一端连接功率单元直流侧；/n在所述前安装面板上部安装有第一电源和中间继电器，所述第一电源用于给控制器供电，所述中间继电器的一端分别连接第一接触器和第二接触器，中间继电器的另一端连接控制器的开入开出接口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种级联拓扑实验装置，其特征在于，包括机柜、控制器、三相交流电抗器、单相上下桥臂电抗器和功率单元，所述控制器、三相交流电抗器、单相上下桥臂电抗器和功率单元均固定安装在所述机柜内部，所述控制器位于机柜中部，控制器上设置有开入开出接口和霍尔模拟信号采样接口，所述三相交流电抗器与单相上下桥臂电抗器靠近机柜底部，所述功率单元靠近机柜顶部；
所述机柜前面下方设置有前安装面板，在所述前安装面板下部安装有直流断路器、塑壳断路器和第一接触器，所述塑壳断路器的一端连接交流线，塑壳断路器的另一端连接第一接触器的一端，第一接触器的另一端连接三相交流电抗器的一端，三相交流电抗器的另一端连接单相上下桥臂电抗器的一端，单相上下桥臂电抗器的另一端连接功率单元的交流侧，功率单元的直流侧连接直流断路器；
在所述前安装面板的中部安装有第一电压霍尔传感器、滤波器、第二接触器和整流桥，所述第一电压霍尔传感器并联在第一接触器两端，并通过电缆线连接控制器的霍尔模拟信号采样接口，所述滤波器的一端连接交流线，滤波器的另一端连接第一电源；
所述第二接触器和整流桥组成预充电回路，第二接触器的一端连接塑壳断路器，第二接触器的另一端连接整流桥的一端，整流桥的另一端连接功率单元直流侧；
在所述前安装面板上部安装有第一电源和中间继电器，所述第一电源用于给控制器供电，所述中间继电器的一端分别连接第一接触器和第二接触器，中间继电器的另一端连接控制器的开入开出接口。


2.根据权利要求1所述的一种级联拓扑实验装置，其特征在于，所述机柜后面上方设置有后安装面板，所述后安装面板上安装有第二电压霍尔传感器、第三电压霍尔传感器、第一电流霍尔传感器、第二电流霍尔传感器和第三电流霍尔传感器，所述第二电压霍尔传感器并联在功率单元的直流侧，采集直流电压信号，所述第三电压霍尔传感器并联在三相交流电抗器的一端，采集三相交流电抗器输出的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建国，张侃，张佳伟，
申请(专利权)人：南京泓帆动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32