专利名称：高压电机型式试验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机试验领域，特别是涉及高压电机型式试验系统。
背景技术：
依据GB/T1029及1032国际标准的相关规定，高压电机制造厂家，需要对其所开发的新型号的电机品种进行型式试验，用于验证新产品的技术参数是否与设计理论值相吻
口 ο目前，高压电机传统的试验系统采用高-低-高电源的试验系统，如图I所示，具体包括低压进线电源柜AR101，用于试验系统总动力电源进线控制以及提供过流、过压、接地和缺相等保护功能。输入50Hz/400V的进线电源，输出50Hz/400V交流电信号。·整流变压器TMlOl，用于将从低压进线电源柜ARlOl输出的400V交流电信号变换至690V输入电源，同时将试验系统电源与电网进行隔离，确保变频电源运行过程中不对工厂电网进行干扰。整流单元AR102，用于将整流变压器TMlOl输出的690V交流电源转换成1000VDC直流电压，分成两路输出，一路给后端的逆变单元柜104-105提供工作电压，另一路给后端的逆变单元柜106-107提供工作电压储能单元AR103，用于抑制逆变单元柜104-107工作时直流母线电压的波动。逆变单元柜AR104-105，用于将整流单元AR102输出的一路1000VDC直流电压变换成频率O-IOOHz和电压0-690V可调节的交流电压。逆变单元柜AR106-107，用于将整流单元AR102输出的另一路1000VDC直流电压变换成频率O-IOOHz和电压0-690V可调节的交流电压。滤波器柜AR108，用于将逆变单元柜AR104-105输出的PWM(Pulse WidthModulation)调制波进行整形滤波，并降低输出谐波含量，使波形质量满足国标中的要求。滤波器柜AR109，用于将逆变单元柜AR106-107输出的PWM调制波进行整形滤波，并降低输出谐波含量，使波形质量满足国标中的要求。电源输出柜AR110-111，用于控制逆变电压输出馈电。中间变压器TM102，用于将电源输出柜ARl 10输出的频率O-IOOHz和电压0-690V可调节的交流电压转换成频率5-60Hz和电压O-IOkV连续可调的交流电压。中间变压器TM103，用于将电源输出柜ARl 11输出的频率O-IOOHz和电压0-690V可调节的交流电压转换成频率5-60Hz和电压O-IOkV连续可调的交流电压。高压电流测量柜ARl 12，用于采集并测量被试高压电机的电流信号，并发送给控制分析设备AK101，以便控制分析设备AKlOl对被试高压电机的电流信号进行分析。高压并联柜AR113，用于控制两条试验回路并联运行。高压接线柜AR114，用于将中间变压器TM102输出的电源传输至被试高压电机M101，并采集和测量被试高压电机的电压信号，并发送给控制分析设备AK101，以便控制分析设备AKlOl对被试闻压电机的电压信号进行分析。高压接线柜ARl 15，用于将中间变压器TM103输出的电源传输至陪试高压电机或风机负载M102。控制分析设备AK101，用于接收低压进线电源柜发送的输入状态控制信号和整流单元AR102发送的输出状态控制信号进行分析，根据分析结果向逆变单元柜104-107发送变频控制信号，并接收被试高压电机的电流信号和电压信号进行分析，所述变频控制信号用于控制逆变单元柜104-107改变输出电源信号。但是，在进行本发明的过程中，本发明的发明人发现现有技术中使用上述高-低-高电源的试验系统对高压电机进行型式试验至少有如下缺点首先，逆变单元AR104-107输出波形为PWM调制波，不符合GB/T1032关于高压电机型式试验电源的技术要求，必须配置滤波器柜AR108-109，经滤波后输出波形虽然可以满足国际标准的要求，但是达不到理想的正弦波质量要求； 其次，采用中间变压器TM102-103将低压电源升高，电压的输出频率受到限制，只能输出5-60Hz的交流电压，在低频时不能输出额定电压。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高压电机型式试验系统，输出的电源不需配置滤波器，输出交流电源波形符合国际标准。一种高压电机型式试验系统，所述系统包括两个高压进线电源柜，两个移相变压器柜，两个高压变频电源柜，一个高压并联柜，一个第一高压电流测量柜，两个高压接线柜，一个第一分析设备、一个被试高压电机和一个陪试负载，每个高压变频电源柜中含有至少一个高压变频单元；所述第一高压进线电源柜、第一移相变压器柜、第一高压变频电源柜、第一高压电流测量柜、第一高压接线柜和被试高压电机依次串联组成第一试验线路；所述第二高压电源进线柜、第二移相变压器柜、第二高压变频电源柜、第二高压接线柜和陪试负载依次串联组成第二试验线路；所述高压并联柜一端与第一变频电源柜输出端相连，另一端与第二变频电源柜输出端相连；所述第一分析设备与第一高压电流测量柜和第一高压接线柜相连；所述两个高压进线电源柜，用于控制输入进线电源，并对系统提供保护功能； 所述两个移相变压器柜，用于将进线高压电源转换至所述高压变频电源柜所需要的输入电源，并将试验系统电源与电网隔离；所述两个高压变频电源柜，用于将移相变压器柜输出的交流电压转换成频率为O-IOOHz和幅值为O至被试高压电机的额定电压区间内可调节的交流电压；所述高压并联柜，用于控制第一试验线路与第二试验线路并联运行；所述第一高压电流测量柜，用于将第一高压变频电源柜输出的可调节交流电压输出至第一高压接线柜，采集并测量被试高压电机的电流信号；所述第一高压接线柜，用于将第一高压电流测量柜输出的可调节交流电压输出至被试高压电机，采集并测量被试高压电机的电压信号；
所述第二高压接线柜，用于将第二高压变频电源柜输出的可调节交流电压输出至陪试负载；所述第一分析设备，用于对第一高压电流测量柜和第一高压接线柜采集并测量的高压被试电机的电流信号和电压信号进行分析。优选的，所述系统进一步包括一个第二高压电流测量柜和一个第二分析设备；所述第二高压电流测量柜一端与第二高压变频电源柜的输出端相连，另一端与第二高压接线柜相连；所述第二分析设备与第二高压电流测量柜和第二高压接线柜相连；所述第二高压电流测量柜，用于将第二高压变频电源柜输出的可调节交流电压输 出至第二高压接线柜，采集并测量陪试负载的电流信号；所述第二高压接线柜，进一步用于采集并测量陪试负载的电压信号；所述第二分析设备，用于对第二高压电流测量柜和第二高压接线柜采集并测量的陪试负载的电流信号和电压信号进行分析。优选的，所述第二分析设备与所述第一分析设备为同一个分析设备。优选的，所述系统进一步包括一个控制设备，所述控制设备与第一高压变频电源柜和第二高压变频电源柜相连；所述控制设备，用于在每个高压变频电源柜中含有两个以上高压变频单元时，向第一高压变频电源柜和第二高压变频电源柜发送变频控制信号，所述变频控制信号用于控制第一高压变频电源柜和第二高压变频电源柜输出不同的电源信号。优选的，所述系统进一步包括一个短路试验柜，所述短路试验柜与第一高压电流测量柜的输出端相连；所述短路试验柜，用于高压同步发电机三相稳态短路试验。优选的，所述系统进一步包括一个回路电源柜，所述回路电源柜与进线电源相连；所述回路电源柜，用于高压电机型式试验系统提供控制回路操作电源。根据上述内容可知，本发明有如下有益效果两个高压变频电源柜输出的电源信号符合GB/T1032关于高压电机型式试验电源的技术要求，无需额外配置滤波器柜，输出的电源信号电压和电流波形接近于理想的正选波，满足国际标准的要求；其次，两个高压变频电源柜输出的电源信号频率在O-IOOHz的区间范围内可调，电压的输出频率不受限制，在较大的频率范围内都可以输出额定电压；再次，两个高压变频电源柜可实现V/F分离控制，高压变频电源柜可以在规定的频率范围内实现恒压调频，也可以在规定的输出电压范围内实现恒频调压。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有技术中高压电机型式试验系统的系统示意图；图2为本发明实施例一揭不的一种高压电机型式试验系统的系统不意图；图3为本发明实施例二揭示的一种高压电机型式试验系统的系统示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种高压电机型式试验系统，使用高压变频电源柜输出符合标准的交流电源，适用于高压电机型式试验。本发明所提供的系统包括，两个高压进线电源柜，两个移相变压器柜，两个高压变频电源柜，一个高压并联柜，一个第一高压电流测量柜，两个高压接线柜，一个第一分析设备、一个被试高压电机和一个陪试负载；所述第一高压进线电源柜、第一移相变压器柜、第一高压变频电源柜、第一高压电流测量柜、第一高压接线柜和被试高压电机依次串联组成第一试验线路；所述第二高压电源进线柜、第二移相变压器柜、第二高压变频电源柜、第二高压接线柜和陪试负载依次串联组成第二试验线路；所述高压并联柜一端与第一变频电源柜输出端相连，另一端与第二变频电源柜输出端相连。下面结合附图对具体实施例进行详细说明。实施例一请参阅图2，其为本发明实施例一揭示的一种高压电机型式试验系统的系统示意图，如图2所示，一种高压电机型式试验系统具体包括两个高压进线电源柜AR201-AR202，两个移相变压器柜AR203-AR204，两个高压变频电源柜AR205-AR206，一个高压并联柜AR207，一个第一高压电流测量柜AR208，两个高压接线柜AR209-AR210，一个第一分析设备AK201、一个被试高压电机M201和一个陪试负载M202。陪试负载M202是模拟被试高压电机M201在实际工作中所驱动的动力设备，如，压缩机、水泵、破碎机、切削机床或运输机械等。 所述第一高压进线电源柜AR201、第一移相变压器柜AR203、第一高压变频电源柜AR205、第一高压电流测量柜AR208、第一高压接线柜AR209和被试高压电机M201依次串联
组成第一试验线路。第一试验线路初始端第一高压进线电源柜AR201 —端与电源进线相连。所述第二高压电源进线柜AR202、第二移相变压器柜AR204、第二高压变频电源柜AR206、第二高压接线柜AR210和陪试负载M202依次串联组成第二试验线路。第二试验线路初始端第二高压进线电源柜AR202 —端与电源进线相连。所述高压并联柜AR207 —端与第一变频电源柜AR205输出端相连，另一端与第二变频电源柜输AR206出端相连。所述第一分析设备AK201与第一高压电流测量柜AR208和第一高压接线柜AR209相连。所述两个高压进线电源柜AR201-AR202，用于控制输入进线电源，并对系统提供保护功能。所述两个移相变压器柜AR203-AR204，用于将进线高压电源转换至所述两个高压变频电源柜AR205-AR206所需要的输入电源，并将试验系统电源与电网隔离。两个移相变压器柜AR203-AR204，确保变频电源运行过程中不干扰工厂中的电网。所述两个高压变频电源柜AR205-AR206，用于将所述两个移相变压柜AR203-AR204输出的交流电压转换成频率为O-IOOHz和幅值为O至被试高压电机的额定电压区间内可调节的交流电压。闻压变频电源柜输出电压在3kV以上,输出电压等级有两种规格以上，输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波，非常接近理想的交流供电电源，符合国际标准。实现V/F分离控制，高压变频电源柜可以在规定的频率范围内实现恒压调频，也 可以在规定的输出电压范围内实现恒频调压。每个高压变频电源柜中含有至少一个高压变频单元。所述高压并联柜AR207，用于控制第一试验线路与第二试验线路并联运行。所述第一高压电流测量柜AR208，用于将所述第一高压变频电源柜AR205输出的可调节交流电压输出至第一高压接线柜AR209，采集并测量被试高压电机M201的电流信号。所述第一高压接线柜AR209，用于将所述第一高压电流测量柜AR208输出的可调节交流电压输出至被试高压电机M201，采集并测量被试高压电机M201的电压信号；所述第二高压接线柜AR210，用于将第二高压变频电源柜AR209输出的可调节交流电压输出至陪试负载M202 ；所述第一分析设备AK201，用于对第一高压电流测量柜和第一高压接线柜采集并测量的被试高压电机M201的电流信号和电压信号进行分析。根据第一分析设备AK201对被试高压电机M201的电流信号和电压信号的分析结果判断被试高压电机M201的性能。由上述内容可知，本发明有如下有益效果两个高压变频电源柜输出的电源信号符合GB/T 1032关于高压电机型式试验电源的技术要求，无需额外配置滤波器柜，输出的电源信号电压和电流波形接近于理想的正选波，满足国际标准的要求；其次，两个高压变频电源柜输出的电源信号频率在O-IOOHz的区间范围内可调，电压的输出频率不受限制，在较大的频率范围内都可以输出额定电压；再次，两个高压变频电源柜可实现V/F分离控制，高压变频电源柜可以在规定的频率范围内实现恒压调频，也可以在规定的输出电压范围内实现恒频调压。实施例二图3所示的是本发明实施例二揭示的一种高压电机型式试验系统的系统示意图，与实施例一相比，区别在于进一步增加了一个第二高压电流测量柜AR211，一个第二分析设备AK202，一个控制设备AK203，一个短路试验柜AR212和一个回路电源柜AR213。两个高压进线电源柜AR201-AR202，两个移相变压器柜AR203-AR204，两个高压变频电源柜AR205-AR206，一个高压并联柜AR207，一个第一高压电流测量柜AR208，两个高压接线柜AR209-AR210，一个第一分析设备AK201、一个被试高压电机M201，一个陪试负载M202，一个第二高压电流测量柜AR211，一个第二分析设备AK202，一个控制设备AK203，一个短路试验柜AR212和一个回路电源柜AR213，每个高压变频电源柜中含有至少一个高压
变频单元。陪试负载M202是模拟被试高压电机M201在实际工作中所驱动的压缩机、水泵、破碎机、切削机床或运输机械等动力设备。所述第一高压进线电源柜AR201、第一移相变压器柜AR203、第一高压变频电源柜AR205、第一高压电流测量柜AR208、第一高压接线柜AR209和被试高压电机M201依次串联
组成第一试验线路。第一试验线路初始端第一高压进线电源柜AR201 —端与电源进线相连。所述第二高压电源进线柜AR202、第二移相变压器柜AR204、第二高压变频电源柜 AR206、第二高压电流测量柜AR211、第二高压接线柜AR210和陪试负载M202依次串联组成
第二试验线路。第二试验线路初始端第二高压进线电源柜AR202 —端与电源进线相连。所述高压并联柜AR207 —端与第一变频电源柜AR205输出端相连，另一端与第二变频电源柜输AR206出端相连。所述短路试验柜AR212与第一高压电流测量柜AR208的输出端相连所述第一分析设备AK201与第一高压电流测量柜AR208和第一高压接线柜AR209相连。所述第二分析设备AK202与第二高压电流测量柜AR211和第二高压接线柜相AR210相连。所述控制设备AK203与第一高压变频电源柜AR205和第二高压变频电源柜AR206相连。所述两个高压进线电源柜AR201-AR202，用于控制输入进线电源，并对系统提供保护功能。所述两个移相变压器柜AR203-AR204，用于将进线高压电源转换至所述两个高压变频电源柜AR205-AR206所需要的输入电源，并将试验系统电源与电网隔离。两个移相变压器柜AR203-AR204，确保变频电源运行过程中不干扰工厂中的电网。所述两个高压变频电源柜AR205-AR206，每个高压变频电源柜中含有至少一个高压变频单元，用于将所述两个移相变压器AR203-AR204输出的交流电压转换成频率为O-IOOHz和幅值为O至被试高压电机的额定电压区间内可调节的交流电压。闻压变频电源柜输出电压在3kV以上,输出电压等级有两种规格以上，输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波，非常接近理想的交流供电电源，符合国际标准。实现V/F分离控制，高压变频电源柜可以在规定的频率范围内实现恒压调频，也可以在规定的输出电压范围内实现恒频调压。每个高压变频电源柜中至少有一个高压变频单元，输出符合国际标准的正弦波交流电源。在本实施例中，优选的，每个高压变频电源柜中有四个高压变频单元。四个高压变频单元分别输出频率为O-IOOHz，电压幅值分别为0-3kV、0_6kV、O-IOkV或0-13. 8kV的高压交流电源信号。
其中，输出0_3kV的高压变频单元中的5个内部功率单元采用并联接法；输出0_6kV的高压变频单元中的5个内部功率单元采用三角形串联接法；输出O-IOkV的高压变频单元中的5个内部功率单元采用星形串联接法；输出0-13. 8kV的高压变频单元中的10个内部功率单元采用串联接法，其中，每5个内部功率单元串联成一个三角形结构。所述高压并联柜AR207，用于控制第一试验线路与第二试验线路并联运行。所述短路试验柜AR212，用于高压同步发电机三相稳态短路试验。
所述第一高压电流测量柜AR208，用于将所述第一高压变频电源柜AR205输出的可调节交流电压输出至第一高压接线柜AR209，采集并测量被试高压电机M201的电流信 号。所述第二高压电流测量柜AR211，用于将所述第二高压变频电源柜AR206输出的可调节交流电压输出至第二高压接线柜AR210，采集并测量陪试负载M202的电流信号。由于两条试验线路的高度对称性，被试高压电机M201和陪试负载M202可以相互交换位置，对其位置不进行限定。所述第一高压接线柜AR209，用于将所述第一高压电流测量柜AR208输出的可调节交流电压输出至被试高压电机M201，采集并测量被试高压电机M201的电压信号。所述第二高压接线柜AR210，用于将第二高压变频电源柜AR209输出的可调节交流电压输出至陪试负载M202，采集并测量陪试负载M202的电压信号。所述第一分析设备AK201，用于对第一高压电流测量柜和第一高压接线柜采集并测量的被试高压电机M201的电流信号和电压信号进行分析。根据第一分析设备AK201对被试高压电机M201的电流信号和电压信号的分析结果判断被试高压电机M201的性能。所述第二分析设备AK202，用于对所接收的陪试负载M202的电流信号和电压信号进行分析。根据第二分析设备AK202对第二高压电流测量柜和第二高压接线柜采集并测量的陪试负载M202的电流信号和电压信号的分析结果判断被试高压电机M201的性能。其中，第一分析设备AK201和第二分析设备AK202可以是同一个分析设备，也可以是两个不同的分析设备。所述控制设备AK203，用于在每个高压变频电源柜AK205-AK206中含有两个以上高压变频单元时，向第一高压变频电源柜AK205和第二高压变频电源柜AK206发送变频控制信号，所述变频控制信号用于控制第一高压变频电源柜AK205和第二高压变频电源柜AK205改变输出电源信号。在本发明中，优选的，每个高压变频电源柜AK205-AK206各有四个高压变频单元，每个高压变频单元输出的交流电源的电压幅值区间不同，根据高压被试电机M201的额定电压，控制设备AK203向第一高压变频电源柜AK205和第二高压变频电源柜AK206发送变频控制信号，控制所述两个高压变频单元输出合适的交流电源信号。上述第一分析设备和控制设备可以独立存在，也可以集成在一个总设备中。所述回路电源柜AR213，用于提供回路操作电源，包括吉利第三高压进线电源柜AR214、电力变压器TM215、励磁电源AR216和辅助电源AR217。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高压电机型式试验系统，其特征在于，所述系统包括 两个高压进线电源柜，两个移相变压器柜，两个高压变频电源柜，一个高压并联柜，一个第一高压电流测量柜，两个高压接线柜，一个第一分析设备、一个被试高压电机和一个陪试负载，每个高压变频电源柜中含有至少一个高压变频单元； 所述第一高压进线电源柜、第一移相变压器柜、第一高压变频电源柜、第一高压电流测量柜、第一高压接线柜和被试高压电机依次串联组成第一试验线路； 所述第二高压电源进线柜、第二移相变压器柜、第二高压变频电源柜、第二高压接线柜和陪试负载依次串联组成第二试验线路； 所述高压并联柜一端与第一变频电源柜输出端相连，另一端与第二变频电源柜输出端相连； 所述第一分析设备与第一高压电流测量柜和第一高压接线柜相连； 所述两个高压进线电源柜，用于控制输入进线电源，并对系统提供保护功能； 所述两个移相变压器柜，用于将进线高压电源转换至所述高压变频电源柜所需要的输入电源，并将试验系统电源与电网隔离； 所述两个高压变频电源柜，用于将移相变压器柜输出的交流电压转换成频率为O-IOOHz和幅值为0至被试高压电机的额定电压区间内可调节的交流电压； 所述高压并联柜，用于控制第一试验线路与第二试验线路并联运行； 所述第一高压电流测量柜，用于将第一高压变频电源柜输出的可调节交流电压输出至第一高压接线柜，采集并测量被试高压电机的电流信号； 所述第一高压接线柜，用于将第一高压电流测量柜输出的可调节交流电压输出至被试高压电机，采集并测量被试高压电机的电压信号； 所述第二高压接线柜，用于将第二高压变频电源柜输出的可调节交流电压输出至陪试负载； 所述第一分析设备，用于对第一高压电流测量柜和第一高压接线柜采集并测量的高压被试电机的电流信号和电压信号进行分析。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括 一个第二高压电流测量柜和一个第二分析设备； 所述第二高压电流测量柜一端与第二高压变频电源柜的输出端相连，另一端与第二高压接线柜相连； 所述第二分析设备与第二高压电流测量柜和第二高压接线柜相连； 所述第二高压电流测量柜，用于将第二高压变频电源柜输出的可调节交流电压输出至第二高压接线柜，采集并测量陪试负载的电流信号； 所述第二高压接线柜，进一步用于采集并测量陪试负载的电压信号； 所述第二分析设备，用于对第二高压电流测量柜和第二高压接线柜采集并测量的陪试负载的电流信号和电压信号进行分析。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于， 所述第二分析设备与所述第一分析设备为同一个分析设备。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括 一个控制设备，所述控制设备与第一高压变频电源柜和第二高压变频电源柜相连；所述控制设备，用于在每个高压变频电源柜中含有两个以上高压变频单元时，向第一高压变频电源柜和第二高压变频电源柜发送变频控制信号，所述变频控制信号用于控制第一高压变频电源柜和第二高压变频电源柜输出不同的电源信号。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括 一个短路试验柜，所述短路试验柜与第一高压电流测量柜的输出端相连； 所述短路试验柜，用于高压同步发电机三相稳态短路试验。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括 一个回路电源柜，所述回路电源柜与进线电源相连； 所述回路电源柜，用于高压电机型式试验系统提供控制回路操作电源。
全文摘要
本发明公开了高压电机型式试验系统，本发明所提供的系统两个高压进线电源柜，两个移相变压器柜，两个高压变频电源柜，一个高压并联柜，一个第一高压电流测量柜，两个高压接线柜，一个第一分析设备、一个被试高压电机和一个陪试负载；第一高压进线电源柜、第一移相变压器柜、第一高压变频电源柜、第一高压电流测量柜、第一高压接线柜和被试高压电机依次串联组成第一试验线路；第二高压电源进线柜、第二移相变压器柜、第二高压变频电源柜、第二高压接线柜和陪试负载依次串联组成第二试验线路；高压并联柜一端与第一变频电源柜输出端相连，另一端与第二变频电源柜输出端相连；第一分析设备与第一高压电流测量柜和第一高压接线柜相连。
文档编号G01R1/28GK102798819SQ20121027699
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月6日 优先权日2012年8月6日
发明者李立中, 夏宇辉, 黎俊, 刘明超, 龙永红, 易吉良 申请人:株洲中达特科电子科技有限公司