新能源高低電壓穿越測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于可再生能源并網(wǎng)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越和低電壓穿越能力測試的新能源高低電壓穿越測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的新能源高低電壓穿越測試裝置原理有三類:阻抗分壓型、變壓器型和電力電子變換型。
[0003]其中，阻抗分壓型由可調(diào)限流電抗器和可調(diào)短路電抗器組成，通過改變阻抗分壓比實(shí)現(xiàn)測試點(diǎn)的電壓跌落值，此方式只能模擬低電壓穿越，不能實(shí)現(xiàn)高電壓穿越。目前通過在此方案上進(jìn)行改造，將其中的短路電抗器改為電容器，利用容抗的投入來形成被測端的高電壓，但這種投切電容的方式，如果電網(wǎng)阻抗匹配不好的話，會激發(fā)電網(wǎng)電壓的諧振，故該方案對阻抗匹配及控制提出了很高的要求，不易實(shí)現(xiàn)。
[0004]電力電子變換型能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高、低電壓穿越測試。眾所周知，電力電子變換型是利用電力電子裝置來構(gòu)建電壓發(fā)生器，能模擬低電壓和高電壓，但這種方案受限于電力電子開關(guān)器件的耐壓水平，所能生成的電壓受到限制不能滿足測試要求，而換用更高耐壓等級的電力電子開關(guān)器件，其成本又會有大幅提升。所以實(shí)際中只推薦在低壓系統(tǒng)采用電力電子變換型。
[0005]變壓器型是采用晶閘管固態(tài)開關(guān)的快速切換選擇多抽頭變壓器各分接頭，對應(yīng)不同電壓等級，實(shí)現(xiàn)高電壓和低電壓穿越測試，變壓器型原理切換各個(gè)電壓等級的抽頭，控制復(fù)雜，對晶閘管固態(tài)開關(guān)要求很高，導(dǎo)致成本昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，基于現(xiàn)有晶閘管固態(tài)開關(guān)切換多抽頭變壓器原理的高低壓穿越測試設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，通過現(xiàn)場測試結(jié)果分析報(bào)告、理論推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證，根據(jù)理論推導(dǎo)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，本發(fā)明提出了一種電抗器和變壓器結(jié)合型的新能源高低電壓穿越測試裝置。
[0007]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明新能源高低電壓穿越測試裝置，所述測試裝置適用于高電壓穿越能力測試和低電壓穿越能力測試;所述測試裝置串聯(lián)在被測設(shè)備與電網(wǎng)之間，包括與電網(wǎng)連接的輸入斷路器，輸入斷路器、電壓調(diào)節(jié)單元、輸出斷路器依次連接，且輸出斷路器與被測設(shè)備連接，電壓調(diào)節(jié)單元的兩端并聯(lián)旁路斷路器;所述電壓調(diào)節(jié)單元包括并聯(lián)的電抗器與變壓器，且所述電抗器與用于選擇電抗器阻抗值的電抗器分選斷路器串聯(lián)，所述變壓器與固態(tài)切換開關(guān)串聯(lián);采用電抗器與變壓器阻抗分壓，實(shí)現(xiàn)對被測設(shè)備不同電壓等級故障的模擬測試。
[0009]本發(fā)明優(yōu)選為，所述電抗器為空心電抗器。
[0010]進(jìn)一步地，所述空心電抗器采用多層繞組并聯(lián)的筒形結(jié)構(gòu)，所述繞組采用圓導(dǎo)線多股平行繞制，繞組的外部設(shè)有浸漬環(huán)氧樹脂的玻璃纖維包封層。
[0011]進(jìn)一步地，所述空心電抗器采用多抽頭設(shè)計(jì)，滿足不同的跌落或驟升電壓等級要求。
[0012]所述空心電抗器具有大電流、低感抗、高精度，所述空心電抗器的磁通經(jīng)空氣形成回路，起到限制短路電流的作用，由于空心結(jié)構(gòu)中未設(shè)置鐵芯，不存在鐵磁飽和，電感值的線性度良，用在限流電抗中，能按照預(yù)定電抗值進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足跌落或驟升電壓的精確控制。所述空心電抗器采用多層繞組并聯(lián)的筒形結(jié)構(gòu)，各包封之間有成通風(fēng)氣道，散熱性好，熱點(diǎn)溫度低。繞組選用小截面圓導(dǎo)線多股平行繞制，能使渦流損耗和漏磁損耗明顯減小。繞組外部用浸漬環(huán)氧樹脂的玻璃纖維纏繞包封，并經(jīng)高溫固化，使之具有很好的整體性，其機(jī)械強(qiáng)度高，耐受短時(shí)電流的沖擊能力強(qiáng)。采用機(jī)械強(qiáng)度高的鋁質(zhì)星形接線架，渦流損耗小。所述空心電抗器重量較鐵心電抗器輕，在移動式應(yīng)用中能減小整體裝置的重量，方便運(yùn)輸和吊裝，并極大地提高運(yùn)輸和吊裝的安全性。
[0013]本發(fā)明優(yōu)選為，所述變壓器為多抽頭鐵芯變壓器。所述多抽頭鐵芯變壓器在高低電壓穿越檢測裝置中起到短路電抗的作用，與限流電抗分壓，模擬電網(wǎng)電壓跌落或驟升，滿足跌落點(diǎn)的設(shè)定電壓需求。與傳統(tǒng)的短路電抗不同，由于采用多抽頭鐵芯變壓器的結(jié)構(gòu)，能在實(shí)現(xiàn)低電壓穿越功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高電壓穿越的功能。
[0014]本發(fā)明優(yōu)選為，所述固態(tài)切換開關(guān)采用晶閘管閥組。所述晶閘管閥組根據(jù)控制指令切換變壓器分接頭，使得變壓器與電抗器分壓后達(dá)到模擬電壓跌落或驟升的額定電壓需求。
[0015]本發(fā)明優(yōu)選為，所述電壓調(diào)節(jié)單元、旁路斷路器、輸出斷路器的連接點(diǎn)為所述測試裝置的并網(wǎng)測試點(diǎn)。
[0016]本發(fā)明優(yōu)選為，所述測試裝置用于高壓系統(tǒng)時(shí)，串聯(lián)在電網(wǎng)與被測設(shè)備箱變高壓側(cè)之間;所述測試裝置用于低壓系統(tǒng)時(shí)，串聯(lián)在電網(wǎng)與被測設(shè)備箱變低壓側(cè)之間。
[0017]本發(fā)明優(yōu)選為，所述測試裝置能實(shí)現(xiàn)電壓的一次恢復(fù)或階梯型恢復(fù)。
[0018]本發(fā)明優(yōu)選為，所述測試裝置采用自動化控制，測試裝置內(nèi)部的各部件無需手動接線。
[0019]本發(fā)明所述新能源高低電壓穿越測試裝置采用電抗器和變壓器組合形式的阻抗分壓技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了集高電壓、低電壓穿越測試于一體，而且能嚴(yán)格模擬電網(wǎng)實(shí)際高低電壓故障，使現(xiàn)場高低電壓穿越測試更專業(yè)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)越效果在于:本發(fā)明測試裝置能完全真實(shí)的模擬現(xiàn)場故障情況，既適用于高壓系統(tǒng)(1kV或35kV)測試，也適用于低壓系統(tǒng)(690V)測試，測試靈活，安裝方便;對于不同電壓等級的故障模擬通過控制晶閘管閥組對變壓器分接頭的高速切換來實(shí)現(xiàn)，測試靈活方便，可靠性高，同時(shí)根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)電壓的一次恢復(fù)或階梯型恢復(fù)；采用多模塊化設(shè)計(jì)，組裝方便，測試簡單。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明新能源高低電壓穿越測試裝置原理圖；
[0022]圖2為本發(fā)明用于高壓系統(tǒng)的新能源高低電壓穿越測試裝置原理框圖；
[0023]圖3為本發(fā)明用于低壓系統(tǒng)的新能源高低電壓穿越測試裝置原理框圖；
[0024]圖4為本發(fā)明變壓器與晶閘管閥組連接的A相原理圖；
[0025]圖5為本發(fā)明電抗器與電抗器分選斷路器組連接的A相原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]如附圖1所示，本發(fā)明所述新能源高低電壓穿越測試裝置，包括與電網(wǎng)連接的輸入斷路器Q1，輸入斷路器Q1、電壓調(diào)節(jié)單元、輸出斷路器Qo依次連接，且輸出斷路器Qo與被測設(shè)備連接，電壓調(diào)節(jié)單元的兩端并聯(lián)旁路斷路器Qbp;所述電壓調(diào)節(jié)單元包括并聯(lián)的電抗器Zl與變壓器Z2，且所述電抗器Zl與用于選擇電抗器阻抗值的電抗器分選斷路器Qxl串聯(lián)，所述變壓器Z2與固態(tài)切換開關(guān)Qsc串聯(lián);采用電抗器Zl與變壓器Z2阻抗分壓，實(shí)現(xiàn)對被測設(shè)備不同電壓等級故障的模擬測試。所述測試裝置既適用于高壓系統(tǒng)(1kV或35kV)測試試驗(yàn)，也適用于低壓系統(tǒng)(690V)測試試驗(yàn)。
[0028]在本實(shí)施例中，所述電抗器Zl采用空心電抗器。進(jìn)一步地，所述空心電抗器采用多層繞組并聯(lián)的筒形結(jié)構(gòu)，所述繞組采用圓導(dǎo)線