专利名称：电压跌落模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电网接入测试设备，更具体地说，涉及一种电压跌落模拟装置。
背景技术：
新能源产业是未来重点发展产业，现在风能和太阳能并网技术已经得到了迅速发展。但是，随着风能、太阳能等新能源接入公共电网规模不断增长，电网稳定运行受到了影响。为了保证电网安全运行，对接入电网的电能设备提出了更高要求。不管是风电变流设备，还是太阳能逆变设备，都必须具备“低电压穿越”能力。根据国外经验，要了解风力发电机组在低电压情况下的特性，一般可以在风电场就地进行试验。然而，就地试验需要昂贵的测试设备以及远距离操控的人员配置，还要花费大量的时间来等待合适风速的出现。显然，如果在进行风电场就地试验之前，能够在工厂中进行低电压穿越能力的试验，那必将节省大量的财力和时间。在工厂中进行测试的优势在于试验的可重复性较好，在测试过程中更容易发现所遇到的问题，大大缩短测试所需的时间。因此，研制一种适合工厂或试验室环境的电压跌落模拟装置显得十分必要。目前对电压跌落发生装置的研究已经开始，例如中国专利申请CN101151M6A揭示了一种低电压暂降产生装置，该装置是在发电机，特别是风力发电机中产生低电压暂降的装置。该装置包括放置在发电机的控制箱和连接到电网的输出变压器之间的电路，电网包括变压器和用于每一相的多个串联阻抗，与阻抗关联的开关，即发电机短路装置，根据所需电压暂降类型有选择地操作开关。中国专利CN101208644B揭示了一种电压凹陷产生装置。该装置用于连接到电网的发电机如风力涡轮机的产生电压凹陷的装置，该装置包括1-3个并联的变压器，其在一侧通过连接开关和电路断路器连接到风力涡轮机，在另一侧通过电路断路器和控制开关接地；用于产生短路电路的装置，当触发连接开关和控制开关时，产生具有所需的持续时间和类型的电压凹陷；及用于在形成电压凹陷期间保护变压器的装置。中国专利申请CN101846707A揭示了一种低压侧实现低电压穿越试验平台的设备及方法。该低压侧实现低电压穿越试验平台的设备包括输入端与高压电网相连的隔离单元，用于为设备供电并与高压电网隔离；所述隔离单元的输出端与跌落单元相连；所述跌落单元还连有控制单元，所述控制单元用于控制跌落单元中每相输出正常高电压或跌落低电压，以通过设备输出端对变流器进行测试。本发明还相应提供了一种低压侧实现低电压穿越试验平台的方法。本发明的设备和方法可以在低压侧模拟电网故障，以模拟正常状态的高电压输出以及跌落状态的低电压输出，并可以通过对不同相上开关的控制，实现对称与不对称的跌落，同时可以通过调节时间，来模拟各种标准对电网故障的要求。现有的压跌落发生装置存在电压跌落程度选择少，需要使用UPS电源造成成本较高等缺陷。
实用新型内容
3[0009]本实用新型旨在提出一种电压跌落模拟装置，能够使电网按照设定好的跌落程度和跌落时间产生电压暂降，应用于电网接入设备，比如风电变流器，太阳能逆变器等抵抗电网跌落能力试验。根据本实用新型的一实施例，提出一种电压跌落模拟装置，一端连接到配电变压器，另一端连接到隔离变压器，该电压跌落模拟装置包括开关柜单元、第一可调阻抗单元、 第二可调阻抗单元和控制单元。开关柜单元具有进线端与出线端，进线端与出现端之间具有第一串联电路、第二串联电路和并联电路，其中，第一串联电路与第二串联电路在出线端汇合，并联电路连接到出线端。第一可调阻抗单元串接在第二串联电路中。第二可调阻抗单元串接在并联电路中。 控制单元控制开关柜单元中的开关的开闭。在一个实施例中，第一串联电路中串接有旁路开关，第二串联电路中串接有试验开关，控制单元控制旁路开关闭合同时试验开关断开，或者控制单元控制旁路开关断开同时试验开关闭合。在一个实施例中，并联电路中串接有三相开关:A相开关、B相开关和C相开关。并联电路中还串接有接地开关和延时开关。控制单元包括延时装置，延时装置设定电压跌落时间，延时开关在控制单元的控制下闭合，闭合的时间为电压跌落时间。本实用新型的电压跌落模拟装置对电压跌落模拟情况真实、可靠、电压跌落种类多样、控制简单。跌落程度0% 100%可调，并且跌落时间可设定。
本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过
以下结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中图1揭示了根据本实用新型的一实施例的电压跌落模拟装置在试验中的电路接入示意图。图2揭示了根据本实用新型的一实施例的电压跌落模拟装置的电路结构图。
具体实施方式
本实用新型设计了一种电压跌落模拟装置，用于在工厂或实验室环境下模拟电网电压跌落(或称暂降)，该装置串行接入到配电变压器与被测设备之间。本实用新型由一个开关柜单元、两个可调阻抗柜单元和一个控制单元组成。开关柜单元集成电压跌落模拟装置中所有的开关器件；两个可调阻抗柜单元在电压跌落模拟过程中起限流作用和分压作用；控制单元对电压跌落模拟装置中的开关器件进行控制。本实用新型通过隔离变压器单元隔离电压跌落模拟装置与被测设备。参考图2所示，本实用新型揭示了一种电压跌落模拟装置，一端连接到配电变压器，另一端连接到隔离变压器，该电压跌落模拟装置包括开关柜单元101、第一可调阻抗单元102、第二可调阻抗单元103和控制单元111。开关柜单元101具有进线端与出线端，进线端与出现端之间具有第一串联电路、第二串联电路和并联电路，其中，第一串联电路与第二串联电路在出线端汇合，并联电路连接到出线端。第一可调阻抗单元102串接在第二串联电路中。第二可调阻抗单元103串接在并联电路中。控制单元111控制开关柜单元101中的开关的开闭。在一个实施例中，第一串联电路中串接有旁路开关104，而第二串联电路中串接有试验开关105。控制单元111控制旁路开关104闭合同时试验开关105断开，或者控制单元 111控制旁路开关104断开同时试验开关105闭合。在一个实施例中，并联电路中串接有三相开关、接地开关110和延时开关109。其中的三相开关包括A相开关106、B相开关107和C相开关108。控制单元111包括延时装置，延时装置设定电压跌落时间，在延时开关109在控制单元111的控制下闭合，闭合的时间为由延时装置设定的电压跌落时间。参考图1和图2，进一步揭示了根据本实用新型的电压跌落模拟装置的一个应用实例。参考图1所示，该电压跌落模拟装置100的一端接在配电变压器202之后，配电变压器202连接到电网204，配电变压器202可以是实验室或工厂厂房的配电变压器。电压跌落模拟装置100的另一端接一个隔离变压器206，隔离变压器206将电压跌落模拟装置100 和被测设备208隔离，避免被测设备208直接短路。如图2所示，电压跌落模拟装置100的电路结构大致可以分为包括三个部分开关柜单元101，可调阻抗单元(包括第一可调阻抗柜单元102、第二可调阻抗单元103)以及控制单元111。开关柜单元101的进线端与出线端之间有两个串联电路(包括第一串联电路和第二串联电路)和一个并联电路。第一串联电路经过旁路开关104。第二串联电路经过试验开关105、第一可调阻抗柜单元102。两个串联电路在出线端汇合。在两个串联电路汇合处连接一个并联电路。这个并联电路经过开关三相开关(包括A相开关106、B相开关107和C相开关108)、延时开关109、第二可调电抗柜单元103、接地开关110。接地开关 110的一端接地。该电压跌落模拟装置100具有两种工作状态未进行电压跌落试验状态，旁路开关104处于闭合状态，试验开关5处于断开状态，并联电路断开。由于此时电压跌落模拟装置处于旁路状态，因此开关104被称为旁路开关。进行电压跌落试验状态，试验开关105处于闭合状态，旁路开关104处于断开状态，此时开关柜单元101串入系统回路，并联电路根据试验要求操作，进行电压跌落模拟试验。由于开关105在闭合时进行电压跌落试验，因此开关105被称为试验开关。根据一个实例，该电压跌落模拟装置100的操作步骤如下步骤一设定电压跌落程度。例如电压跌落到额定电压的70%，则调节第一可调阻抗柜单元102的阻抗值Xl与第二可调阻抗柜单元103的阻抗值X2的比值为X1/X2 = 3/7。步骤二 选择电压跌落类型。通过三相开关(包括A相开关106、B相开关107和 C相开关108)来选择A、B、C相，通过接地开关110来选择接地。例如模拟两相接地短路电压跌落时，则闭合A相开关106、B相开关107和接地开关110。步骤三设定电压跌落时间。利用控制单元111中的延时装置来设定电压跌落时间。步骤四启动电压跌落模拟试验。开关柜单元101中的相关的开关器件根据控制单元111的命令进行动作，实现设定好的电压跌落功能。第一可调阻抗柜单元102和第二可调阻抗柜单元103的组合调节必须确定两项技术要求。第一项确定第一可调阻抗柜单元102和第二可调阻抗柜单元103的阻抗，即X1/X2 的比值，此比值决定了电压跌落程度。第二项确定两个阻抗，即X1+X2总值大小，此总值保证电压跌落模拟装置工作在最大短路容量范围内。一次电压跌落模拟试验中开关柜单元101的开关器件的操作时序如下初始状态，旁路开关104处于闭合状态；闭合试验开关105，延时一段时间以确保电路安全；断开旁路开关104，延时一段时间以确保电路安全；闭合延时开关109，延时一段精确时间，这段精确时间即为设定的电压跌落时间， 比如625ms ；断开延时开关109，延时一段时间以确保电路安全；闭合旁路开关104，延时一段时间以确保电路安全；断开试验开关105，重新回到初始状态。本实用新型的电压跌落模拟装置通过开关三相开关A相开关106、B相开关107 和C相开关108以及接地开关110的组合选择，可以全面模拟各种电压跌落类型。在下面的表1汇总了各种电压跌落类型。表 权利要求1.一种电压跌落模拟装置，其特征在于，一端连接到配电变压器，另一端连接到隔离变压器，所述电压跌落模拟装置包括开关柜单元(101)、第一可调阻抗单元(102)、第二可调阻抗单元(103)和控制单元(111)；所述开关柜单元(101)具有进线端与出线端，进线端与出现端之间具有第一串联电路、第二串联电路和并联电路，其中，所述第一串联电路与第二串联电路在出线端汇合，所述并联电路连接到出线端；所述第一可调阻抗单元(102)串接在第二串联电路中；所述第二可调阻抗单元(103)串接在并联电路中；所述控制单元(111)控制开关柜单元(101)中的开关的开闭。
2.如权利要求1所述的电压跌落模拟装置，其特征在于，所述第一串联电路中串接有旁路开关(104)；所述第二串联电路中串接有试验开关(105)；其中，控制单元(111)控制旁路开关(104)闭合同时试验开关(105)断开，或者控制单元(111)控制旁路开关(104)断开同时试验开关(105)闭合。
3.如权利要求1所述的电压跌落模拟装置，其特征在于，所述并联电路中串接有三相开关A相开关(106)、B相开关(107)和C相开关(108)。
4.如权利要求3所述的电压跌落模拟装置，其特征在于，所述并联电路中串接有接地开关(110)。
5.如权利要求4所述的电压跌落模拟装置，其特征在于，所述控制单元(111)包括延时装置，延时装置设定电压跌落时间；所述并联电路中串接有延时开关(109)，延时开关(109)在控制单元(111)的控制下闭合，闭合的时间为所述电压跌落时间。
专利摘要本实用新型揭示了根一种电压跌落模拟装置，一端连接到配电变压器，另一端连接到隔离变压器，该电压跌落模拟装置包括开关柜单元、第一可调阻抗单元、第二可调阻抗单元和控制单元。开关柜单元具有进线端与出线端，进线端与出现端之间具有第一串联电路、第二串联电路和并联电路，其中，第一串联电路与第二串联电路在出线端汇合，并联电路连接到出线端。第一可调阻抗单元串接在第二串联电路中。第二可调阻抗单元串接在并联电路中。控制单元控制开关柜单元中的开关的开闭。该电压跌落模拟装置对电压跌落模拟情况真实、可靠、电压跌落种类多样、控制简单。跌落程度0％～100％可调，并且跌落时间可设定。
文档编号G01R31/00GK202066924SQ201120104658
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者冯异, 张扬, 张瑛, 李长乐, 柴熠 申请人:上海电科电器科技有限公司