新能源高低电压穿越测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于可再生能源并网测试技术领域，特别涉及一种能够同时实现风电机组高电压穿越和低电压穿越能力测试的新能源高低电压穿越测试装置。
【背景技术】
[0002]现有的新能源高低电压穿越测试装置原理有三类:阻抗分压型、变压器型和电力电子变换型。
[0003]其中，阻抗分压型由可调限流电抗器和可调短路电抗器组成，通过改变阻抗分压比实现测试点的电压跌落值，此方式只能模拟低电压穿越，不能实现高电压穿越。目前通过在此方案上进行改造，将其中的短路电抗器改为电容器，利用容抗的投入来形成被测端的高电压，但这种投切电容的方式，如果电网阻抗匹配不好的话，会激发电网电压的谐振，故该方案对阻抗匹配及控制提出了很高的要求，不易实现。
[0004]电力电子变换型能同时实现高、低电压穿越测试。众所周知，电力电子变换型是利用电力电子装置来构建电压发生器，能模拟低电压和高电压，但这种方案受限于电力电子开关器件的耐压水平，所能生成的电压受到限制不能满足测试要求，而换用更高耐压等级的电力电子开关器件，其成本又会有大幅提升。所以实际中只推荐在低压系统采用电力电子变换型。
[0005]变压器型是采用晶闸管固态开关的快速切换选择多抽头变压器各分接头，对应不同电压等级，实现高电压和低电压穿越测试，变压器型原理切换各个电压等级的抽头，控制复杂，对晶闸管固态开关要求很高，导致成本昂贵。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的缺陷，基于现有晶闸管固态开关切换多抽头变压器原理的高低压穿越测试设备基础上进行改造设计，通过现场测试结果分析报告、理论推导和仿真验证，根据理论推导结合现场实际，本发明提出了一种电抗器和变压器结合型的新能源高低电压穿越测试装置。
[0007]本发明采用如下技术方案:
[0008]本发明新能源高低电压穿越测试装置，所述测试装置适用于高电压穿越能力测试和低电压穿越能力测试;所述测试装置串联在被测设备与电网之间，包括与电网连接的输入断路器，输入断路器、电压调节单元、输出断路器依次连接，且输出断路器与被测设备连接，电压调节单元的两端并联旁路断路器;所述电压调节单元包括并联的电抗器与变压器，且所述电抗器与用于选择电抗器阻抗值的电抗器分选断路器串联，所述变压器与固态切换开关串联;采用电抗器与变压器阻抗分压，实现对被测设备不同电压等级故障的模拟测试。
[0009]本发明优选为，所述电抗器为空心电抗器。
[0010]进一步地，所述空心电抗器采用多层绕组并联的筒形结构，所述绕组采用圆导线多股平行绕制，绕组的外部设有浸渍环氧树脂的玻璃纤维包封层。
[0011]进一步地，所述空心电抗器采用多抽头设计，满足不同的跌落或骤升电压等级要求。
[0012]所述空心电抗器具有大电流、低感抗、高精度，所述空心电抗器的磁通经空气形成回路，起到限制短路电流的作用，由于空心结构中未设置铁芯，不存在铁磁饱和，电感值的线性度良，用在限流电抗中，能按照预定电抗值进行设计，满足跌落或骤升电压的精确控制。所述空心电抗器采用多层绕组并联的筒形结构，各包封之间有成通风气道，散热性好，热点温度低。绕组选用小截面圆导线多股平行绕制，能使涡流损耗和漏磁损耗明显减小。绕组外部用浸渍环氧树脂的玻璃纤维缠绕包封，并经高温固化，使之具有很好的整体性，其机械强度高，耐受短时电流的冲击能力强。采用机械强度高的铝质星形接线架，涡流损耗小。所述空心电抗器重量较铁心电抗器轻，在移动式应用中能减小整体装置的重量，方便运输和吊装，并极大地提高运输和吊装的安全性。
[0013]本发明优选为，所述变压器为多抽头铁芯变压器。所述多抽头铁芯变压器在高低电压穿越检测装置中起到短路电抗的作用，与限流电抗分压，模拟电网电压跌落或骤升，满足跌落点的设定电压需求。与传统的短路电抗不同，由于采用多抽头铁芯变压器的结构，能在实现低电压穿越功能的同时，实现高电压穿越的功能。
[0014]本发明优选为，所述固态切换开关采用晶闸管阀组。所述晶闸管阀组根据控制指令切换变压器分接头，使得变压器与电抗器分压后达到模拟电压跌落或骤升的额定电压需求。
[0015]本发明优选为，所述电压调节单元、旁路断路器、输出断路器的连接点为所述测试装置的并网测试点。
[0016]本发明优选为，所述测试装置用于高压系统时，串联在电网与被测设备箱变高压侧之间;所述测试装置用于低压系统时，串联在电网与被测设备箱变低压侧之间。
[0017]本发明优选为，所述测试装置能实现电压的一次恢复或阶梯型恢复。
[0018]本发明优选为，所述测试装置采用自动化控制，测试装置内部的各部件无需手动接线。
[0019]本发明所述新能源高低电压穿越测试装置采用电抗器和变压器组合形式的阻抗分压技术，不仅实现了集高电压、低电压穿越测试于一体，而且能严格模拟电网实际高低电压故障，使现场高低电压穿越测试更专业。
[0020]与现有技术相比，本发明的优越效果在于:本发明测试装置能完全真实的模拟现场故障情况，既适用于高压系统(1kV或35kV)测试，也适用于低压系统(690V)测试，测试灵活，安装方便;对于不同电压等级的故障模拟通过控制晶闸管阀组对变压器分接头的高速切换来实现，测试灵活方便，可靠性高，同时根据要求实现电压的一次恢复或阶梯型恢复；采用多模块化设计，组装方便，测试简单。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明新能源高低电压穿越测试装置原理图；
[0022]图2为本发明用于高压系统的新能源高低电压穿越测试装置原理框图；
[0023]图3为本发明用于低压系统的新能源高低电压穿越测试装置原理框图；
[0024]图4为本发明变压器与晶闸管阀组连接的A相原理图；
[0025]图5为本发明电抗器与电抗器分选断路器组连接的A相原理图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图以及【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0027]如附图1所示，本发明所述新能源高低电压穿越测试装置，包括与电网连接的输入断路器Q1，输入断路器Q1、电压调节单元、输出断路器Qo依次连接，且输出断路器Qo与被测设备连接，电压调节单元的两端并联旁路断路器Qbp;所述电压调节单元包括并联的电抗器Zl与变压器Z2，且所述电抗器Zl与用于选择电抗器阻抗值的电抗器分选断路器Qxl串联，所述变压器Z2与固态切换开关Qsc串联;采用电抗器Zl与变压器Z2阻抗分压，实现对被测设备不同电压等级故障的模拟测试。所述测试装置既适用于高压系统(1kV或35kV)测试试验，也适用于低压系统(690V)测试试验。
[0028]在本实施例中，所述电抗器Zl采用空心电抗器。进一步地，所述空心电抗器采用多层绕组并联的筒形结构，所述绕组采用圆导线