專利名稱：電壓跌落模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電網接入測試設備，更具體地說，涉及一種電壓跌落模擬裝置。
背景技術：
新能源產業是未來重點發展產業，現在風能和太陽能并網技術已經得到了迅速發展。但是，隨著風能、太陽能等新能源接入公共電網規模不斷增長，電網穩定運行受到了影響。為了保證電網安全運行，對接入電網的電能設備提出了更高要求。不管是風電變流設備，還是太陽能逆變設備，都必須具備“低電壓穿越”能力。根據國外經驗，要了解風力發電機組在低電壓情況下的特性，一般可以在風電場就地進行試驗。然而，就地試驗需要昂貴的測試設備以及遠距離操控的人員配置，還要花費大量的時間來等待合適風速的出現。顯然，如果在進行風電場就地試驗之前，能夠在工廠中進行低電壓穿越能力的試驗，那必將節省大量的財力和時間。在工廠中進行測試的優勢在于試驗的可重復性較好，在測試過程中更容易發現所遇到的問題，大大縮短測試所需的時間。因此，研制一種適合工廠或試驗室環境的電壓跌落模擬裝置顯得十分必要。目前對電壓跌落發生裝置的研究已經開始，例如中國專利申請CN101151M6A揭示了一種低電壓暫降產生裝置，該裝置是在發電機，特別是風力發電機中產生低電壓暫降的裝置。該裝置包括放置在發電機的控制箱和連接到電網的輸出變壓器之間的電路，電網包括變壓器和用于每一相的多個串聯阻抗，與阻抗關聯的開關，即發電機短路裝置，根據所需電壓暫降類型有選擇地操作開關。中國專利CN101208644B揭示了一種電壓凹陷產生裝置。該裝置用于連接到電網的發電機如風力渦輪機的產生電壓凹陷的裝置，該裝置包括1-3個并聯的變壓器，其在一側通過連接開關和電路斷路器連接到風力渦輪機，在另一側通過電路斷路器和控制開關接地；用于產生短路電路的裝置，當觸發連接開關和控制開關時，產生具有所需的持續時間和類型的電壓凹陷；及用于在形成電壓凹陷期間保護變壓器的裝置。中國專利申請CN101846707A揭示了一種低壓側實現低電壓穿越試驗平臺的設備及方法。該低壓側實現低電壓穿越試驗平臺的設備包括輸入端與高壓電網相連的隔離單元，用于為設備供電并與高壓電網隔離；所述隔離單元的輸出端與跌落單元相連；所述跌落單元還連有控制單元，所述控制單元用于控制跌落單元中每相輸出正常高電壓或跌落低電壓，以通過設備輸出端對變流器進行測試。本發明還相應提供了一種低壓側實現低電壓穿越試驗平臺的方法。本發明的設備和方法可以在低壓側模擬電網故障，以模擬正常狀態的高電壓輸出以及跌落狀態的低電壓輸出，并可以通過對不同相上開關的控制，實現對稱與不對稱的跌落，同時可以通過調節時間，來模擬各種標準對電網故障的要求。現有的壓跌落發生裝置存在電壓跌落程度選擇少，需要使用UPS電源造成成本較高等缺陷。
實用新型內容
3[0009]本實用新型旨在提出一種電壓跌落模擬裝置，能夠使電網按照設定好的跌落程度和跌落時間產生電壓暫降，應用于電網接入設備，比如風電變流器，太陽能逆變器等抵抗電網跌落能力試驗。根據本實用新型的一實施例，提出一種電壓跌落模擬裝置，一端連接到配電變壓器，另一端連接到隔離變壓器，該電壓跌落模擬裝置包括開關柜單元、第一可調阻抗單元、 第二可調阻抗單元和控制單元。開關柜單元具有進線端與出線端，進線端與出現端之間具有第一串聯電路、第二串聯電路和并聯電路，其中，第一串聯電路與第二串聯電路在出線端匯合，并聯電路連接到出線端。第一可調阻抗單元串接在第二串聯電路中。第二可調阻抗單元串接在并聯電路中。 控制單元控制開關柜單元中的開關的開閉。在一個實施例中，第一串聯電路中串接有旁路開關，第二串聯電路中串接有試驗開關，控制單元控制旁路開關閉合同時試驗開關斷開，或者控制單元控制旁路開關斷開同時試驗開關閉合。在一個實施例中，并聯電路中串接有三相開關:A相開關、B相開關和C相開關。并聯電路中還串接有接地開關和延時開關。控制單元包括延時裝置，延時裝置設定電壓跌落時間，延時開關在控制單元的控制下閉合，閉合的時間為電壓跌落時間。本實用新型的電壓跌落模擬裝置對電壓跌落模擬情況真實、可靠、電壓跌落種類多樣、控制簡單。跌落程度0% 100%可調，并且跌落時間可設定。
本實用新型上述的以及其他的特征、性質和優勢將通過
以下結合附圖和實施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中圖1揭示了根據本實用新型的一實施例的電壓跌落模擬裝置在試驗中的電路接入示意圖。圖2揭示了根據本實用新型的一實施例的電壓跌落模擬裝置的電路結構圖。
具體實施方式
本實用新型設計了一種電壓跌落模擬裝置，用于在工廠或實驗室環境下模擬電網電壓跌落(或稱暫降)，該裝置串行接入到配電變壓器與被測設備之間。本實用新型由一個開關柜單元、兩個可調阻抗柜單元和一個控制單元組成。開關柜單元集成電壓跌落模擬裝置中所有的開關器件；兩個可調阻抗柜單元在電壓跌落模擬過程中起限流作用和分壓作用；控制單元對電壓跌落模擬裝置中的開關器件進行控制。本實用新型通過隔離變壓器單元隔離電壓跌落模擬裝置與被測設備。參考圖2所示，本實用新型揭示了一種電壓跌落模擬裝置，一端連接到配電變壓器，另一端連接到隔離變壓器，該電壓跌落模擬裝置包括開關柜單元101、第一可調阻抗單元102、第二可調阻抗單元103和控制單元111。開關柜單元101具有進線端與出線端，進線端與出現端之間具有第一串聯電路、第二串聯電路和并聯電路，其中，第一串聯電路與第二串聯電路在出線端匯合，并聯電路連接到出線端。第一可調阻抗單元102串接在第二串聯電路中。第二可調阻抗單元103串接在并聯電路中。控制單元111控制開關柜單元101中的開關的開閉。在一個實施例中，第一串聯電路中串接有旁路開關104，而第二串聯電路中串接有試驗開關105。控制單元111控制旁路開關104閉合同時試驗開關105斷開，或者控制單元 111控制旁路開關104斷開同時試驗開關105閉合。在一個實施例中，并聯電路中串接有三相開關、接地開關110和延時開關109。其中的三相開關包括A相開關106、B相開關107和C相開關108。控制單元111包括延時裝置，延時裝置設定電壓跌落時間，在延時開關109在控制單元111的控制下閉合，閉合的時間為由延時裝置設定的電壓跌落時間。參考圖1和圖2，進一步揭示了根據本實用新型的電壓跌落模擬裝置的一個應用實例。參考圖1所示，該電壓跌落模擬裝置100的一端接在配電變壓器202之后，配電變壓器202連接到電網204，配電變壓器202可以是實驗室或工廠廠房的配電變壓器。電壓跌落模擬裝置100的另一端接一個隔離變壓器206，隔離變壓器206將電壓跌落模擬裝置100 和被測設備208隔離，避免被測設備208直接短路。如圖2所示，電壓跌落模擬裝置100的電路結構大致可以分為包括三個部分開關柜單元101，可調阻抗單元(包括第一可調阻抗柜單元102、第二可調阻抗單元103)以及控制單元111。開關柜單元101的進線端與出線端之間有兩個串聯電路(包括第一串聯電路和第二串聯電路)和一個并聯電路。第一串聯電路經過旁路開關104。第二串聯電路經過試驗開關105、第一可調阻抗柜單元102。兩個串聯電路在出線端匯合。在兩個串聯電路匯合處連接一個并聯電路。這個并聯電路經過開關三相開關(包括A相開關106、B相開關107和C相開關108)、延時開關109、第二可調電抗柜單元103、接地開關110。接地開關 110的一端接地。該電壓跌落模擬裝置100具有兩種工作狀態未進行電壓跌落試驗狀態，旁路開關104處于閉合狀態，試驗開關5處于斷開狀態，并聯電路斷開。由于此時電壓跌落模擬裝置處于旁路狀態，因此開關104被稱為旁路開關。進行電壓跌落試驗狀態，試驗開關105處于閉合狀態，旁路開關104處于斷開狀態，此時開關柜單元101串入系統回路，并聯電路根據試驗要求操作，進行電壓跌落模擬試驗。由于開關105在閉合時進行電壓跌落試驗，因此開關105被稱為試驗開關。根據一個實例，該電壓跌落模擬裝置100的操作步驟如下步驟一設定電壓跌落程度。例如電壓跌落到額定電壓的70%，則調節第一可調阻抗柜單元102的阻抗值Xl與第二可調阻抗柜單元103的阻抗值X2的比值為X1/X2 = 3/7。步驟二 選擇電壓跌落類型。通過三相開關(包括A相開關106、B相開關107和 C相開關108)來選擇A、B、C相，通過接地開關110來選擇接地。例如模擬兩相接地短路電壓跌落時，則閉合A相開關106、B相開關107和接地開關110。步驟三設定電壓跌落時間。利用控制單元111中的延時裝置來設定電壓跌落時間。步驟四啟動電壓跌落模擬試驗。開關柜單元101中的相關的開關器件根據控制單元111的命令進行動作，實現設定好的電壓跌落功能。第一可調阻抗柜單元102和第二可調阻抗柜單元103的組合調節必須確定兩項技術要求。第一項確定第一可調阻抗柜單元102和第二可調阻抗柜單元103的阻抗，即X1/X2 的比值，此比值決定了電壓跌落程度。第二項確定兩個阻抗，即X1+X2總值大小，此總值保證電壓跌落模擬裝置工作在最大短路容量范圍內。一次電壓跌落模擬試驗中開關柜單元101的開關器件的操作時序如下初始狀態，旁路開關104處于閉合狀態；閉合試驗開關105，延時一段時間以確保電路安全；斷開旁路開關104，延時一段時間以確保電路安全；閉合延時開關109，延時一段精確時間，這段精確時間即為設定的電壓跌落時間， 比如625ms ；斷開延時開關109，延時一段時間以確保電路安全；閉合旁路開關104，延時一段時間以確保電路安全；斷開試驗開關105，重新回到初始狀態。本實用新型的電壓跌落模擬裝置通過開關三相開關A相開關106、B相開關107 和C相開關108以及接地開關110的組合選擇，可以全面模擬各種電壓跌落類型。在下面的表1匯總了各種電壓跌落類型。表 權利要求1.一種電壓跌落模擬裝置，其特征在于，一端連接到配電變壓器，另一端連接到隔離變壓器，所述電壓跌落模擬裝置包括開關柜單元(101)、第一可調阻抗單元(102)、第二可調阻抗單元(103)和控制單元(111)；所述開關柜單元(101)具有進線端與出線端，進線端與出現端之間具有第一串聯電路、第二串聯電路和并聯電路，其中，所述第一串聯電路與第二串聯電路在出線端匯合，所述并聯電路連接到出線端；所述第一可調阻抗單元(102)串接在第二串聯電路中；所述第二可調阻抗單元(103)串接在并聯電路中；所述控制單元(111)控制開關柜單元(101)中的開關的開閉。
2.如權利要求1所述的電壓跌落模擬裝置，其特征在于，所述第一串聯電路中串接有旁路開關(104)；所述第二串聯電路中串接有試驗開關(105)；其中，控制單元(111)控制旁路開關(104)閉合同時試驗開關(105)斷開，或者控制單元(111)控制旁路開關(104)斷開同時試驗開關(105)閉合。
3.如權利要求1所述的電壓跌落模擬裝置，其特征在于，所述并聯電路中串接有三相開關A相開關(106)、B相開關(107)和C相開關(108)。
4.如權利要求3所述的電壓跌落模擬裝置，其特征在于，所述并聯電路中串接有接地開關(110)。
5.如權利要求4所述的電壓跌落模擬裝置，其特征在于，所述控制單元(111)包括延時裝置，延時裝置設定電壓跌落時間；所述并聯電路中串接有延時開關(109)，延時開關(109)在控制單元(111)的控制下閉合，閉合的時間為所述電壓跌落時間。
專利摘要本實用新型揭示了根一種電壓跌落模擬裝置，一端連接到配電變壓器，另一端連接到隔離變壓器，該電壓跌落模擬裝置包括開關柜單元、第一可調阻抗單元、第二可調阻抗單元和控制單元。開關柜單元具有進線端與出線端，進線端與出現端之間具有第一串聯電路、第二串聯電路和并聯電路，其中，第一串聯電路與第二串聯電路在出線端匯合，并聯電路連接到出線端。第一可調阻抗單元串接在第二串聯電路中。第二可調阻抗單元串接在并聯電路中。控制單元控制開關柜單元中的開關的開閉。該電壓跌落模擬裝置對電壓跌落模擬情況真實、可靠、電壓跌落種類多樣、控制簡單。跌落程度0％～100％可調，并且跌落時間可設定。
文檔編號G01R31/00GK202066924SQ201120104658
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月11日 優先權日2011年4月11日
發明者馮異, 張揚, 張瑛, 李長樂, 柴熠 申請人:上海電科電器科技有限公司