本实用新型专利技术公开了一种模拟电网电压不平衡的实验装置，包括主变压器，主变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组；原边绕组连接电网电压输出端；第一副边绕组为Y型接线，第一副边绕组的a相绕组、b相绕组和c相绕组中至少有两相绕组支路上的等效电感不同；第一副边绕组的输出端连接变流器的输入端；第二副边绕组的输出端连接变频器的输入端，主变压器的副边绕组输出电能为变流器、变频器和电动机供电，电动机驱动发电机发电运行。本实用新型专利技术的模拟电网电压不平衡的实验装置，变压器副边绕组的三相绕组的支路上的等效电感不同，这样实验装置中为变流器供电的三相电压对地的电压不同，从而模拟电网电压不平衡的情形下测试变流器。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种模拟电网电压不平衡的实验装置，主要涉及模拟电网电压不 平衡的情况以检测风能领域的发电机、变流器等设备在电网电压不平衡下的运行情况。
技术介绍
在风能发电系统中，风车在风能的带动下进行转动，风车的转动经过一系列电路 后引起发电机的转动，从而产生电能送入电网。而变流器在风能发电系统中，控制着发电机 转子的励磁，可将发电机定子侧发出的电能的频率、幅值控制在恒定情形下，根据控制系统 的要求调节发出电能的功率因数。在实际电网运行过程中，电网易出现诸如电网操作过电压、电网某点对地短路、电 网跌落以及电网电压不平衡的故障。而风能自身有不稳定性，在上述电网侧出现故障的情 形下，风能发电系统容易脱网而不能继续发电支撑电网。由于该问题的存在，各大电网公司 对风能发电系统提出了一个要求，即风能发电系统在电网故障的一段时间内，还能继续发 出电能以支撑电网。此时，变流器能否给发电机转子提供超前/滞后的励磁电流，使发电 机发出足够的无功功率来短时间支撑电网，也即变流器对发电机的控制作用将发挥关键作 用。为了检测变流器对发电机的控制作用，需要对变流器进行测试。如图1所示，为现有技术中风能发电系统的模拟装置的示意图。图1中，电网连接 变压器的原边绕组，电网电压经变压器降低为690V或者400V的交流电，为变流器、变频器、 电动机供电。电动机驱动发电机运行，变流器的主控电路为发电机的转子进行励磁，从而使 发电机运行后在定子侧输出690V或者400V的交流电。发电机产生的电能流入变压器的副 边绕组，经变压器升压后即送入电网中。技术专利200920120795. 4，《模拟电网跌落的实验设备》提出了一种能模拟 电网跌落的实验设备，在变流器与变压器之间设置能使电网电压跌落的器件，从而可得到 模拟电网跌落的情形。而对于电网电压不平衡情况的模拟设备，现有技术中还未见记载。 要测试变流器在电网电压不平衡下的运行情形时，大多数变流器厂商常采取现场测试的方 法。然而在实际风电系统中测试变流器，出现电网电压不平衡有很大的随机性，则进行测试 就需消耗大量的人力物力，因此也迫切需要一种能模拟电网电压不平衡的装置，从而能方 便变流器的测试。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提出一种模拟电 网电压不平衡的实验装置，能模拟电网电压不平衡的情形，从而可用于检测风能领域的发 电机、变流器等设备在电网电压不平衡下的运行情况。本技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决一种模拟电网电压不平衡的实验装置，包括主变压器、变流器、变频器、电动机和 发电机，所述变流器包括定子并网开关和主控电路；所述主变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组；所述原边绕组连接电网电压输出端；所述第一副边绕组为Y型接线， 所述第一副边绕组的a相绕组、b相绕组和c相绕组中至少有两相绕组支路上的等效电感 不同；所述第一副边绕组的输出端连接所述变流器的输入端；所述变流器的定子并网开关 的输出端连接所述发电机的定子端，所述变流器的主控电路的输出端连接所述发电机的转 子端；所述第二副边绕组的输出端连接所述变频器的输入端，所述变频器的输出端连接所 述电动机的输入端，所述电动机的输出端连接所述发电机的供电端。优选的技术方案，所述a、b、c三相绕组均为固定绕组，且其中至少有两相绕组的匝数不同。所述a、b、c三相绕组中至少一相的绕组为可变绕组、其余相的绕组为固定绕组。所述a、b、c三相绕组均为可变绕组，所述a、b、c三相绕组均设有N个抽头，所述N 个抽头分别对应所述主变压器Y型接口副边绕组与原边绕组匝数比m、N2、……、Nn;所述 实验装置还包括N个开关和N组开关组，每组开关组包括3个同时导通或同时关断的开关， 一个匝数比对应的三相绕组的三个抽头与一组开关组中的3个开关分别相连；所述三相可 变绕组中的某一相可变绕组的N个抽头通过N个开关分别连接到N组开关组；所述N组开 关组中对应同一绕组的N个开关的输出端相连。所述a、b、c三相绕组均为固定绕组，且匝数相同；所述实验装置还包括χ个变压 器，所述X为1或2或3 ；所述a、b、c三相绕组中有X相绕组与所述X个变压器的副边分别 串联，所述χ个变压器的原边均与电量供应端相连。所述电量供应端为所述主变压器原边绕组中某一相绕组的两端。所述χ个变压器中至少有一个变压器为匝数比可调的变压器。本技术的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决一种模拟电网电压不平衡的实验装置，包括主变压器、变流器、变频器、电动机和 发电机，所述变流器包括定子并网开关和主控电路；所述主变压器包括原边绕组、第一副边 绕组和第二副边绕组；所述原边绕组连接电网电压输出端；所述第一副边绕组的a相绕组、 b相绕组和c相绕组支路上的等效电感相同，但a相绕组支路与b相绕组支路之间、b相绕 组支路与c相绕组支路之间、c相绕组支路与a相绕组支路之间分别串联有第一变压器，第 二变压器和第三变压器，所述第一变压器，第二变压器和第三变压器的原边绕组与副边绕 组的匝数比不同；所述第一变压器的副边绕组串联在所述变流器的第一相输入端和第二相 输入端之间，所述第二变压器的副边绕组串联在所述变流器的第二相输入端和第三相输入 端之间，所述第三变压器的副边绕组串联在所述变流器的第三相输入端和第一相输入端之 间；所述变流器的定子并网开关的输出端连接所述发电机的定子端，所述变流器的主控电 路的输出端连接所述发电机的转子端；所述第二副边绕组的输出端连接所述变频器的输入 端，所述变频器的输出端连接所述电动机的输入端，所述电动机的输出端连接所述发电机 的供电端。其中，所述串联的变压器为第一变压器，第二变压器和第三变压器；所述第一变压 器的原边第一端与所述第三变压器的原边第二端相连后连接到所述a相绕组的输出端，所 述第一变压器的原边第二端与所述第二变压器的原边第一端相连后连接到所述b相绕组 的输出端，所述第二变压器的原边第二端与所述第三变压器的原边第一端相连后连接到所 述c相绕组的输出端；所述第一变压器的副边第一端与所述第三变压器的副边第二端相连后连接所述变流器的第一相输入端；所述第一变压器的副边第二端与所述第二变压器的副 边第一端相连后连接所述变流器的第二相输入端；所述第二变压器的副边第二端与所述第 三变压器的副边第一端相连后连接所述变流器的第三相输入端。本技术与现有技术对比的有益效果是本技术的模拟电网电压不平衡的实验装置，变压器副边绕组的三相绕组的支 路上的等效电感不同，这样实验装置输出的三相电压对地的电压不同，使得变流器定子并 网开关端口处的三相电压不同，即模拟了电网电压不平衡的情形。或者，实验装置中，将变 压器副边绕组的三相绕组的支路上的等效电感设为相同，但三相绕组的支路之间分别串联 有变压器，且串联的变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比不同，这样实验装置输出的三 相电压之间的相对值不同，也能使得变流器定子并网开关端口的三相电压不同，从而模拟 电网电压不平衡的情形。模拟出电网电压不平衡的情形后，在检测风能领域的发电机、变流 器等设备在电网电压不平衡下的运行情况时，就无需再在实际风电系统中等待电网电压不 平衡的情形来测试变流器了，本技术的实验装置可方便变本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种模拟电网电压不平衡的实验装置，包括主变压器、变流器、变频器、电动机和发电机，所述变流器包括定子并网开关和主控电路；其特征在于：所述主变压器包括原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组；所述原边绕组连接电网电压输出端；所述第一副边绕组为Ｙ型接线，所述第一副边绕组的ａ相绕组、ｂ相绕组和ｃ相绕组中至少有两相绕组支路上的等效电感不同；所述第一副边绕组的输出端连接所述变流器的输入端；所述变流器的定子并网开关的输出端连接所述发电机的定子端，所述变流器的主控电路的输出端连接所述发电机的转子端；所述第二副边绕组的输出端连接所述变频器的输入端，所述变频器的输出端连接所述电动机的输入端，所述电动机的输出端连接所述发电机的供电端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张立红，楚小刚，侯秦三，曹秋云，裔杰，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94
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