一種電網低電壓發生裝置的製作方法
2023-11-04 06:46:22 1
專利名稱：一種電網低電壓發生裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣工程技術領域的裝置，具體地說，涉及的是一種實現模擬電網低電壓故障的電網低電壓發生裝置。
背景技術：
隨著風力發電的發展，其對電網的影響已不能再被忽略，其中的一個重要的指標便是風電機組(風機)的低電壓穿越能力。在測試風機的低電壓穿越性能時一般無法在電網實際發生低電壓故障的情況下進行，因此需要在實驗室中模擬電網低電壓故障，本發明裝置就是為了實現模擬電網低電壓故障的功能。中國專利CN101149412A，「可編程控制器數控型周波電壓跌落模擬發生器」介紹了 「一種可編程控制器數控型周波電壓跌落模擬發生器，其特徵在於，由工業人機界面觸控螢幕、可編程控制器、步進電機驅動器、步進電機、自偶調壓器、過零採樣電路、交-直流電壓變換電路、IGBT電壓控制電路組成，工業人機界面觸控螢幕與可編程控制器相連接，可編程控制器分別與過零採樣電路、步進電機驅動器、交-直流電壓變換電路、IGBT電壓控制電路連接，交-直流電壓變換電路分別與自偶調壓器和IGBT電壓控制電路連接，步進電機驅動器通過步進電機與自偶調壓器連接。」該發明通過步進電機的位置控制來調節一臺自偶變壓器的觸頭位置，實現輸出電壓的連續向下調節。中國專利CN102244466A，介紹了「一種電壓跌落髮生裝置，包括整流單元、逆變單元、旁路單元、濾波單元和控制單元，整流單元與逆變單元的直流側相連並為其提供跌落時所需的能量，逆變單元和濾波單元依次串接於電網系統和負載之間以生成跌落電壓，旁路單元並接於逆變單元兩端，濾波單元串接於逆變單元的單相逆變橋輸出兩端以濾除逆變單元的開關頻率，控制單元分別與整流單元、逆變單元、旁路單元相連接以控制整個裝置的運行。」中國專利CN101478M4A，介紹了「一種風力發電用電壓跌落髮生器，風力發電用電壓跌落髮生器，包括上位機、數據採集卡、IGBT驅動與保護電路、兩個IGBT雙向開關、調壓器、電壓霍爾傳感器、電流霍爾傳感器和風電機組。通過電壓霍爾傳感器、電流霍爾傳感器獲取電壓跌落髮生器輸出的三相電壓、電流信號，利用數據採集卡採集電壓跌落髮生器輸出的三相電壓、電流信號並傳送到上位機，上位機通過數據採集卡向IGBT驅動與保護電路輸出電壓跌落與恢復指令信號，控制兩個IGBT雙向開關輪流導通，使電壓跌落髮生器輸出電壓在調壓器的原邊和副邊之間切換，從而模擬各種對稱與不對稱電網電壓跌落故障。」中國專利CN101149412A的實現方案雖然可以對輸出電壓的連續調節，但是由於採用了機械式位置調節，響應速度比較慢，不能完全滿足風電機組低電壓性能測試的要求。 中國專利CN102244466A和中國專利CN101478M4A分別介紹了利用電力電子變流器來實現模擬電網電壓跌落，由於電力電子器件功率的限制，僅適合小功率範圍的測試，控制複雜， 可靠性不夠高。
發明內容
本發明的目的在於解決現有技術中的上述不足，提供一種滿足風機測試要求，結構簡單，可靠，損耗低的電網低電壓發生模擬裝置。為實現上述的目的，本發明採用以下技術方案本發明利用帶抽頭的電抗器，每一個抽頭通過電子開關和負載連接。帶抽頭的電抗器的輸入和負載之間設置兩個並聯支路， 第一個支路通過斷路器連接，第二個支路通過電子開關連接。在本發明裝置旁路時，第一支路的斷路器支路閉合，裝置不工作；在本發明裝置準備工作時，第二支路的電子開關打開， 第一支路的斷路器打開。當本發明裝置開始工作時，斷開第二支路的電子開關，開通與某一個電抗器抽頭相連的電子開關，從而實現在負載側模擬電網低電壓跌落。當電壓跌落模擬結束時，第一支路上的斷路器閉合，關閉工作狀態的電子開關。具體的，本發明所述的電網低電壓發生模擬裝置，包括斷路器，旁路開關，帶N個抽頭的3相電抗器，N個雙向開關，控制器和上位機。旁路開關置於電網和負載之間，斷路器置於電網和帶N個抽頭的3相電抗器之間，第一個雙向開關置於帶N個抽頭的3相電抗器輸入端和負載輸入端之間，第二到第N個雙向開關分別置於3相電抗的第1個到第N個抽頭和負載的輸入端之間，控制器接受上位機的控制指令，輸出雙向開關、旁路開關和斷路器的開/關信號。N為大於2的自然數。與上述的現有技術相比較，本發明具有結構簡單，可靠，能夠處理的功率大的特點，是一種滿足風機測試要求的電網低電壓發生模擬裝置，可以在實驗室環境內模擬電網發生低電壓故障，為如風力發電機等一些設備的低電壓穿越實驗提供條件。
圖1為本發明一實施例結構原理圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步的解釋，但是以下的內容不用於限定本發明的保護範圍。本發明提供一種電網低電壓發生模擬裝置，利用帶抽頭的電抗器，每一個抽頭通過電子開關和負載連接。電抗器的輸入和負載之間設置兩個個並聯支路，第一個支路通過斷路器連接，第二個支路通過電子開關連接。在裝置旁路時，第一支路的斷路器支路閉合， 裝置不工作；在裝置準備工作時，第二支路的電子開關打開，第一支路的斷路器打開；當裝置開始工作時，斷開第二支路的電子開關，開通與某一個電抗器抽頭相連的電子開關，從而實現在負載側模擬電網低電壓跌落；當電壓跌落模擬結束時，第一支路上的斷路器閉合，關閉工作狀態的電子開關。所述帶抽頭的電抗器，其抽頭分為幾檔，如90 %，75 %，50 %，20 %和10 %。所述電子開關採用現有技術中常用技術，如雙向晶閘管。具體的，如圖1所示，為本發明一實施例的結構原理圖，包括斷路器，旁路開關，帶 N個抽頭的3相電抗器，N個雙向開關，控制器和上位機。旁路開關置於電網和負載之間，斷路器置於電網和帶N個抽頭的3相電抗器之間，第一個雙向開關置於帶N個抽頭的3相電抗器輸入端和負載輸入端之間，第二到第N個雙向開關分別置於3相電抗的第1個到第N個抽頭和負載的輸入端之間，控制器接受上位機的控制指令，輸出雙向開關、旁路開關和斷路器的開/關信號。本實施例中，當裝置不需要工作時，斷路器斷開，旁路開關閉合，負載直接由電網供電。當裝置準備工作時，斷路器閉合，雙向開關0閉合，旁路開關打開。當本裝置開始工作時，根據需要的電壓跌落程度，選擇相應的雙向開關κ(1到N)導通，同時關閉雙向開關0。當本裝置停止工作時，可以關閉導通的雙向開關K，同時開通雙向開關0，然後開通旁路開關， 最後關閉短路器；另一種停止裝置工作的方法是直接開通旁路開關，斷開雙向開關K，最後斷開斷路器。本實施例採用帶抽頭電抗器，雙向開關，旁路開關和控制器，控制器接受上位機的控制指令，輸出雙向開關、旁路開關和斷路器的開/關信號。由以上的實施例可以看出，本發明是一種滿足風機測試要求，結構簡單，可靠，損耗低的電網低電壓發生模擬裝置，本裝置經過試驗結果驗證，結果符合預期。以上僅僅是對本發明的較佳實施例進行的詳細說明，但是本發明並不限於以上實施例。應該理解的是，在不脫離本申請的權利要求的精神和範圍情況下，本領域的技術人員做出的各種修改，仍屬於本發明的範圍。
權利要求
1.一種電網低電壓發生裝置，其特徵在於包括帶抽頭的電抗器，其每一個抽頭通過電子開關和負載連接；所述帶抽頭的電抗器的輸入和負載之間設置兩個並聯支路，第一個支路通過斷路器連接，第二個支路通過電子開關連接；在裝置旁路時，第一支路的斷路器支路閉合，裝置不工作；在裝置準備工作時，第二支路的電子開關打開，第一支路的斷路器打開；當裝置開始工作時，斷開第二支路的電子開關，開通與某一個電抗器抽頭相連的電子開關，從而實現在負載側模擬電網低電壓跌落；當電壓跌落模擬結束時，第一支路上的斷路器閉合，關閉工作狀態的電子開關。
2.根據權利要求1所述的電網低電壓發生模擬裝置，其特徵在於所述裝置包括斷路器，旁路開關，帶N個抽頭的3相電抗器，N個雙向開關，控制器和上位機；其中所述旁路開關置於電網和負載之間，斷路器置於電網和帶N個抽頭的3相電抗器之間，第一個雙向開關置於帶N個抽頭的3相電抗器輸入端和負載輸入端之間，第二到第N個雙向開關分別置於3相電抗的第1個到第N個抽頭和負載的輸入端之間，控制器接受上位機的控制指令，輸出雙向開關、旁路開關和斷路器的開/關信號。
3.根據權利要求1或2所述的電網低電壓發生模擬裝置，其特徵在於所述電抗器，其抽頭分為幾檔，即:90%,75%,50%,20%^P 10%。
全文摘要
本發明公開一種電網低電壓發生裝置，包括帶抽頭的電抗器，其每一個抽頭通過電子開關和負載連接；所述帶抽頭的電抗器的輸入和負載之間設置兩個並聯支路，第一個支路通過斷路器連接，第二個支路通過電子開關連接；在裝置旁路時，第一支路的斷路器支路閉合，裝置不工作；在裝置準備工作時，第二支路的電子開關打開，第一支路的斷路器打開；當裝置開始工作時，斷開第二支路的電子開關，開通與某一個電抗器抽頭相連的電子開關，從而實現在負載側模擬電網低電壓跌落；當電壓跌落模擬結束時，第一支路上的斷路器閉合，關閉工作狀態的電子開關。本發明具有結構簡單，可靠，能夠處理的功率大的特點，滿足風機測試要求。
文檔編號H02J9/04GK102570458SQ20121002893
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者曹雲峰, 程孟增, 蔡旭, 高強 申請人:上海交通大學