高低壓組合電站負載測試裝置的製作方法

2023-10-18 13:31:44

專利名稱：高低壓組合電站負載測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試電源的負載測試裝置，尤其是一種具有高低壓組合電站負載測試裝置。
技術背景在海洋石油平臺中，經常需要對海洋石油平臺中新裝或者大修後的發電機的負載能力進行測試。傳統的負載測試裝置採用變壓器與負載設備組合進行測試，由於有功大功率器件沒有高壓器件，因此負載裝備一般採用低壓設備，通過配置具有高壓抽頭的變壓器進行變壓，實現不同電制發電機的測試。由於一般的中心平臺高壓發電機單機容量較大，按傳統方式配備的負載設備需要配備同等容量的變壓器，一方面導致負載測試設備笨重、測試設備投資大；另外一方面採用的變壓器會對測試環境產生大量合閘激磁湧流衝擊，導致發電機保護裝置的誤動作。而且，海洋石油平臺中使用的發電機輸出的電制較多，有10. 5kV、6kV、4. 16kV等高低壓電制，為了適用發電機的高低壓電制，時常需要根據電制要求準備多個負載測試裝置，造成大量的浪費。

實用新型內容針對現有技術的不足，本實用新型的目的是要提供一種適應高低壓電制的、成本低廉的高低壓組合電站負載測試裝置。為實現上述目的，本實用新型所述的高低壓組合電站負載測試裝置採用的技術方案如下一種高低壓組合電站負載測試裝置，包括一切換箱和至少一組功率電阻組，每組功率電阻組包含若干相互串聯的第一電阻、若干相互串聯的第二電阻和若干相互串聯的第三電阻，所述切換箱設有第一輸入端和第一輸出端，第二輸入端和第二輸出端，第三輸入端和第三輸出端；所述串聯的第一電阻的首端與測試電源的第一相連接，末端與第二輸入端連接；該串聯的第二電阻首端與測試電源的第二相連接，末端與第三輸出端連接；該串聯的第三電阻首端與測試電源的第三相連接，末端與所述第一輸出端連接；所述第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端分別與測試電源的第一相、第二相和第三相連接。具體的，該第一電阻、第二電阻和第三電阻可以使消耗有功功率的功率電阻或者消耗無功功率的電抗器。優選的，至少兩組功率電阻，所述每組功率電阻的中與測試電源相同相連接的電阻之間的間距小於與測試電源的不同相連接的電阻之間的間距。進一步，還包括一開關，所述開關設於所述測試電源與所述功率電阻組之間，用於開啟/斷開所述功率電阻組與測試電源的連接。具體的，所述開關為高壓真空接觸器。進一步，還包括一控制器，用於控制所述開關的開啟/斷開。[0012]優選的，該測試裝置中採用高壓電線連接。在上述優選實施方式中，所述第一電阻、第二電阻和第三電阻採用高壓絕緣板支撐。相對於現有技術，本實用新型所述的測試裝置通過切換箱對功率電阻組的連接方式進行切換來適應測試電源的高低壓變換，不僅結構簡單、成本低廉，而且能夠適應測試電源的多電制要求；其次，通過串聯若干功率電阻對高壓進行分壓即可對高壓測試電源進行測試，無需增加變壓器，有效的降低了負載測試裝置的成本，避免變壓器對測試環境產生合閘激磁湧流衝擊。為了充分地了解本實用新型的目的、特徵和效果，以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明。

圖I是本實用新型所述測試裝置的結構示意圖；圖2是分壓電阻通過高壓絕緣板安裝的示意圖；圖中I-切換箱；11_第一輸入端；12_第一輸出端；13_第二輸入端；14_第二輸出端；15-第三輸入端；16_第三輸出端；2_功率電阻組；21_第一電阻；22_第二電阻；23_第三電阻；3-測試電源；31_第一相；32_第二相；33_第三相；4_開關；5_控制器；6_高壓絕緣板。
具體實施方式
如圖I和圖2所不,一種高低壓組合電站負載測試裝置,包括切換箱I和至少一組功率電阻組2，該切換箱I和功率電阻組2與測試電源3連接，功率電阻組2通過切換箱I改變電路連接結構，對測試電源3進行測試，其中功率電阻組2中的電阻可以為消耗有功功率的功率電阻或者消耗無功功率的電抗器，測試電源3可以為待測試的高壓發電機。切換箱I上設有第一輸入端11和第一輸出端12、第二輸入端13和第二輸出端14,以及第三輸入端15和第三輸出端16,其中第一輸入端11、第二輸入端13和第三輸入端15分別與待測電源3的第一相31、第二相32和第三相33連接。使用時，可以根據測試需要將第一輸入端11和第一輸入端12連接，第二輸入端13和第二輸出端14連接,第三輸入端15與第三輸出端16連接，或者將第一輸出端12、第二輸出端14以及第三輸出端16連接在一起。功率電阻組2中包括若干相互串聯的第一電阻21、若干相互串聯的第二電阻22和若干相互串聯的第三電阻23，各組串聯電阻的數量需要根據實際應用進行確定，如測試電源3的相電壓為6kV，每個功率電阻組2中的電阻的耐壓為400V，則每相需要串聯6000/400=15個電阻。該第一電阻21 —端與測試電源3的第一相31連接,另外一端與第二輸入端14連接；該第二電阻22 —端與測試電源3的第二相32連接，另外一端與第三輸出端16連接；該第三電阻23 —端與測試電源3的第三相33連接，另外一端與所述第一輸出端12連接。在實際應用中，功率電阻組2的數量可以根據實際需要確定，各功率電阻組2相互並聯。例如，可以將功率電阻組2中的電阻採用消耗有功功率功率電阻七組，其消耗的總功率設置分別為100kW、100kW、200kW、400kW、600kW、800kW、800kW，以及消耗無功功率的電抗器六組，分別為 100kVAR、100kVAR、200kVAR、400kVAR、600kVAR、800kVAR。根據測試的需要通過控制器5控制所述開關6的開啟或者閉合就能得到最小解析度為IOOkW或者IOOkVAR以上，最大容量為3000kW的有功率和2200kVAR的無功功率，實現電源相應功率的負載測試。為了提高測試裝置的安全性能，對功率電阻組2中的第一電阻21、第二電阻22和第三電阻23均採用高壓絕緣板6支撐，以提高功率電阻組2中的電阻對地的絕緣性能。功率電阻組2中的電阻通過高壓絕緣支撐板6固定，實現功率管外殼對地絕緣，從而保證了功率電阻的絕緣強度。 優選的，如果測試裝置中採用多組功率電阻組2，可以對該多組功率電阻組2採用分相絕緣模式進行設計布局，同一相負載功率電阻集中設置在一起，不同相間加大安全間距的布局設計方法，這樣就保證了相間的絕緣安全。本實施例中採用了兩組功率電阻組2，將這兩組功率電阻組2的第一電阻21放置在一起，第二電阻22放置在一起，以及第三電阻23放置在一起，其中各功率電阻組2的第一電阻21之間的距離小於第一電阻22或第二電阻23之間的距離。對第二電阻22和第三電阻23也採用相同的布局方式設置。為了提高測試裝置的安全性能，該測試裝置還包括一控制器5和若干開關4，開關4設於每組功率電阻組2與測試電源3之間，用於開啟/斷開功率電阻組2與測試電源3之間的連接。優選的，開關4採用高壓真空接觸器，並且該測試裝置中的連接用導線均採用高壓電線連接。使用時，將第一輸出端12、第二輸出端14以及第三輸出端16連接在一起，使功率電阻組2中的第一電阻21、第二電阻22和第三電阻23構成星型連接。將第一輸入端11和第一輸入端12連接，第二輸入端13和第二輸出端14連接,第三輸入端15與第三輸出端16連接使得功率電阻組2中的第一電阻21、第二電阻22和第三電阻23構成三角形連接。三角形連接形式下，功率電阻組2上每個電阻的工作電壓分別為線電壓U1，其上消耗的功率為P1 ;在星形連接形式下，功率電阻組2上每個電阻的工作電壓為相電壓U2。按照電工理論，U2 = U1A/!,而功率直接與功率電阻上的工作電壓的平方成正比，因此星型連接形式下的功率電阻組2上消耗的功率P2為P2 = 3* — = -*3* — = ^-=I=P1;
R 3R 3所以，相比較於三角形連接，在星形連接下功率電阻組2上得功率變小了。如果在星形連接形式下，將測試電源電壓提高VI倍，則功率電阻組2在星形連接下消耗的功率與三角形連接形式下消耗的功率一致，因此，也就實現了兩級不同電源電壓的測試能力。如果功率電阻組2中電阻的額定電壓為400伏，在三角形連接下，功率電阻組2的第一電阻21、第二電阻22和第三電阻23上的電壓為400伏；而在星形連接狀態下，如果功率電阻組2的第一電阻21、第二電阻22和第三電阻23上的電壓為400伏，則測試電源的電壓為400V* VI 690V。因此當測試電源3為600V時，通過切換箱I將功率電阻2轉換到星形連接，功率電阻組2上的功率與電壓的平方成正比，因此，在600V的測試模式下可以達到設計容量的75%進行測試。在高壓狀態下，採用分壓電阻組5降低功率電阻組2上的電壓，通過分級絕緣和串聯分壓的方式構建的測試負載設備，能夠直接作為高壓負載，應用於高壓測試電源的測試。相對於現有技術，本實用新型所述的測試裝置通過切換箱對負載電阻的連接方式進行切換來適應測試電源的高低壓變換，不僅結構簡單、成本低廉，而且能夠適應測試電源的多電制要求；其次，通過功率電阻組中採用若干功率電阻進行串聯分壓，無需變壓器即可進行高壓測試，有效的降低了負載測試裝置的成本，避免變壓器對測試環境產生合閘激磁湧流衝擊。 以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例，應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本實用新型構思在現有技術基礎上通過邏輯分析、推理或者根據有限的實驗可以得到的技術方案，均應該在由本權利要求書所確定的保護範圍之中。
權利要求1.一種高低壓組合電站負載測試裝置，其特徵在於，包括一切換箱和至少一組功率電阻組，每組功率電阻組包含若干相互串聯的第一電阻、若干相互串聯的第二電阻和若干相互串聯的第三電阻，所述切換箱設有第一輸入端和第一輸出端，第二輸入端和第二輸出端，第三輸入端和第三輸出端； 所述串聯的第一電阻的首端與測試電源的第一相連接，末端與第二輸入端連接；該串聯的第二電阻首端與測試電源的第二相連接，末端與第三輸出端連接；該串聯的第三電阻首端與測試電源的第三相連接，末端與所述第一輸出端連接；所述第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端分別與測試電源的第一相、第二相和第三相連接。
2.如權利要求I所述的測試裝置，其特徵在於，至少兩組功率電阻，所述每組功率電阻的中與測試電源相同相連接的電阻之間的間距小於與測試電源的不同相連接的電阻之間的間距。
3.如權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於，還包括一開關，所述開關設於所述測試電源與所述功率電阻組之間，用於開啟/斷開所述功率電阻組與測試電源的連接。
4.如權利要求3所述的測試裝置，其特徵在於，所述開關為高壓真空接觸器。
5.如權利要求4所述的測試裝置，其特徵在於，還包括一控制器，用於控制所述開關的開啟/斷開。
6.如權利要求5所述的測試裝置，其特徵在於，該測試裝置中採用高壓電線連接。
7.如權利要求I至6任一項所述的測試裝置，其特徵在於，所述第一電阻、第二電阻和第三電阻採用高壓絕緣板支撐。
專利摘要本實用新型公開了一種高低壓組合電站負載測試裝置，包括一切換箱和至少一組功率電阻組，每組功率電阻組包含第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述切換箱設有第一輸入端和第一輸出端，第二輸入端和第二輸出端，第三輸入端和第三輸出端，該切換箱和功率電阻組與測試電源連接，功率電阻組通過切換箱改變電路連接對測試電源進行測試。相對於現有技術，本測試裝置通過切換箱對負載電阻的連接方式進行切換來適應測試電源的高低壓變換，能夠適應測試電源的多電制要求。
文檔編號G01R31/34GK202522681SQ201220061568
公開日2012年11月7日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者何貴友, 吳成平, 唐運中, 徐唐榮, 邱中平, 陳賢建, 顏志琦 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發展股份有限公司, 湛江南海西部石油合眾近海建設有限公司