专利名称：瞬态恢复电压调节装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及电压调节装置，尤其涉及瞬态恢复电压调节装置。
背景技术：
大容量试验站专用的瞬态恢复电压(TRV)调节装置主要用于调节大容量试验系统试验回路的TRV特性以模拟实际电网的工况。通过接入该装置可以在大容量试验系统产生与实际电网等效或等价的回路暂态特性。由于大容量试验系统属特殊行业，其所用装置的要求均为专项要求，使得其TRV调节装置的参数要求特殊，性能或功能复杂，理论计算繁琐，对设备的参数及选型均要合理匹配。在设计过程中，对所有试验方式或方法的可能性、试验参数、回路特性所导致的各种工况均需要进行分析，并依据实际工况进行计算机模拟仿真确认计算的合理性和准确性。在此基础上进行设备参数定标、设备元器件选型、设备整体结构设计，并出具该装置和相关元器件的制造技术条件。由于试验工况的特殊性，TRV调节装置在试验过程中必须能够承受较高的工频电压、过电压及高频暂态电压；由于试验方式的多样性，TRV调节装置需要满足具备调节细度高、范围广、投切准确、工作安全可靠等要求。现有的TRV调节装置没有经过精确的分析和研究，设计也较粗糙，很难满足上述两点要求,因此，已无法适应越来越多样化、高精度、高可靠性的试验需求。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本发明的一个主要目的在于提供一种可靠性、安全性、通用性高的TRV调节装置。根据本发明的一个方面，一种TRV调节装置用于大容量试验系统以调节试验回路中的三相输出端的瞬态电压，包括第一电容塔架、电阻塔架和第二电容塔架，还包括三个第一开关，其中第一电容塔架包括三层第一电容连接装置；各层第一电容连接装置包括多个第一调频电容；各层第一电容连接装置的多个第一调频电容中的选择性地并联连接以形成第一并联电路；第二电容塔架包括三层第二电容连接装置；各层第二电容连接装置包括多个第二调频电容；各层第一电容连接装置的多个第二调频电容中的选择性地并联连接以形成第二并联电路；电阻塔架包括三层电阻连接装置；各层电阻连接装置包括多个阻尼电阻；各层电阻连接装置的多个阻尼电阻中的选择性地串联连接以形成串联电路；三层电阻连接装置的串联电路的第一端分别通过三个第三开关连接至三层第一电容连接装置的第一并联电路的第一端，三层电阻连接装置的串联电路的第二端分别通过三个第四开关连接至三层第二电容连接装置的第二并联电路的第一端；三个第一并联电路第二端和三个第二并联电路第二端的其中之一分别通过三个第一开关连接至大容量试验系统的试验回路中的三相输出端，以调节瞬态恢复电压。本发明的TRV调节装置能够承受较高的工频电压、过电压及高频暂态电压，具有高可靠性和安全性。
参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图I、图2为本发明TRV调节装置的一种实施方式的结构示意图。图3-图5为本发明TRV调节装置的一种实施方式的仿真波形。
具体实施例方式根据本发明的实施例，提供了一种瞬态恢复电压调节装置。该瞬态恢复电压调节装置用于大容量试验系统以调节试验回路中的三相输出端的瞬态电压。本实用新型的瞬态恢复电压调节装置包括第一电容塔架、电阻塔架和第二电容塔架，还包括三个第一开关，其中第一电容塔架包括三层第一电容连接装置；各层第一电容连接装置包括多个第一调频电容；各层第一电容连接装置的多个第一调频电容中的选择性地并联连接以形成第一并联电路；第二电容塔架包括三层第二电容连接装置；各层第二电容连接装置包括多个第二调频电容；各层第一电容连接装置的多个第二调频电容中的选择性地并联连接以形成第二并联电路；电阻塔架包括三层电阻连接装置；各层电阻连接装置包括多个阻尼电阻；各层电阻连接装置的多个阻尼电阻中的选择性地串联连接以形成串联电路；三层电阻连接装置的串联电路的第一端分别通过三个第三开关连接至三层第一电容连接装置的第一并联电路的第一端，三层电阻连接装置的串联电路的第二端分别通过三个第四开关连接至三层第二电容连接装置的第二并联电路的第一端；三个第一并联电路第二端和三个第二并联电路第二端的其中之一分别通过三个第一开关连接至大容量试验系统的试验回路中的三相输出端以调节瞬态恢复电压。下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。参考图I、图2，本发明的TRV调节装置可用于大容量试验系统，如15千伏等级及以下的试验系统，可对试验回路中的三相电压进行调节。本发明的TRV调节装置包括从左到右依次设置在地面100上的第一电容塔架10、电阻塔架20、第二电容塔架30，还包括三个第一开关Kl和三个第二开关K2。第一电容塔架10包括上下叠装的三层第一电容连接装置11-13，各层第一电容连接装置包括从左到右依次排列的多个第一调频电容。各层第一电容连接装置的多个第一调频电容中的选择性地并联连接以形成第一并联电路。例如，多个第一调频电容中的一个或
5任意几个可以并联连接以形成第一并联电路。第二电容塔架30包括上下叠装的三层第二电容连接装置31-33，各层第二电容连接装置包括从左到右依次排列的多个第二调频电容。各层第二电容连接装置的多个第二调频电容中的选择性地并联连接以形成第二并联电路。例如，多个第二调频电容中的一个或任意几个可以并联连接以形成第一并联电路。电阻塔架20包括上下叠装的三层电阻连接装置21-23，各层电阻连接装置包括从左到右依次排列的多个阻尼电阻。各层电阻连接装置的多个阻尼电阻中的选择性地串联连接以形成串联电路。例如，多个阻尼电阻中的一个或任意几个可以并联连接以形成串联电路。三层电阻连接装置21-23的串联电路最左端的阻尼电阻分别通过三个第三开关K3连接至三层第一电容连接装置11-13的第一并联电路最右端的第一调频电容。三层电阻连接装置21-23的串联电路最右端的阻尼电阻分别通过三个第四开关K4连接至三层第二电容连接装置31-33的第二并联电路最左端的第二调频电容。三层第一电容连接装置11-13的第一并联电路最左端的第一调频电容可作为本发明的TRV调节装置的输入端，分别通过三个第一开关Kl连接至大容量试验系统的试验回路中的三相输出端A、B、C。当需要调节瞬态恢复电压起始值时，三层第二电容连接装置31-33的第二并联电路也可单独作为瞬态恢复电压调节装置的并联部分，即其最右端的第二调频电容分别通过三个第二开关K2并联连接至大容量试验系统的试验回路中的三相输出端A、B、C以调节瞬态恢复电压起始值。三层第二电容连接装置31-33的第二并联电路最右端的第一调频电容可作为本发明的TRV调节装置的输入端，分别通过三个第二开关K2连接至大容量试验系统的试验回路中的三相输出端A、B、C。当需要调节瞬态恢复电压起始值时，三层第一电容连接装置11-13的第一并联电路也可单独作为瞬态恢复电压调节装置的并联部分，即其最左端的第一调频电容分别通过三个第一开关Kl并联连接至大容量试验系统的试验回路中三相输出端以调节瞬态恢复电压起始值。可选地，第一电容塔架10、电阻塔架20和第二电容塔架30设置在地面100上。可选地，各第一开关K1、第二开关K2为单刀单掷开关。可选地，各第三开关K3、第四开关K4为单刀双掷开关，其各具有一个动端和两个连接端，各第三开关K3、第四开关K4的其中一个连接端接地；各第三开关K3的另一个连接端连接至对应的第一并联电路最右端的第一调频电容，各第三开关K3的动端连接至对应的串联电路最左端的阻尼电阻；各第四开关K4的另一个连接端连接至对应的第二并联电路最左端的第二调频电容；各第四开关K4的动端连接至对应的串联电路最右端的阻尼电阻。通过操作各第三开关K3可调节各第一电容连接装置11-13与对应的电阻连接装置21-23之间的连接方式。通过操作各第四开关K4可调节各第二电容连接装置31-33与对应的电阻连接装置21-23之间的连接方式。可选地，各第一电容连接装置11-13还包括多个与各第一调频电容对应连接的第五开关K5，各第一电容连接装置11-13的第一调频电容根据对应的第五开关K5的状态可选择性地接入第一并联电路。可选地，各第五开关K5为单刀双掷开关，其各具有一个动端和两个连接端。各第五开关K5的一个连接端互相连接且连接至对应的第一调频电容的第一端，各第五开关K5的另一个连接端互相连接且连接至对应的第一开关Kl，各第五开关K5的动端连接至对应的第一调频电容的第二端。当第五开关K5的动端连接至其另一个连接端时,对应的第一调频电容接入第一并联电路。可选地，各第二电容连接装置31-33还包括多个与各第二调频电容对应连接的第六开关K6，各第二电容连接装置31-33的第二调频电容根据对应的第六开关K6的状态可选择性地接入第二并联电路。可选地，各第六开关K6为单刀双掷开关，其各具有一个动端和两个连接端。各第六开关K6的一个连接端互相连接且连接至对应的第二调频电容的第一端，各第六开关K6的另一个连接端互相连接且连接至对应的第二开关K2，各第六开关K6的动端连接至对应的第二调频电容的第二端。当第六开关K6的动端连接至其另一个连接端时，对应的第二调频电容接入第二并联电路。可选地，各电阻连接装置21-23还包括多个与各阻尼电阻对应连接的第七开关K7，各电阻连接装置21-23的阻尼电阻根据对应的第七开关K7的状态可选择性地接入串联电路。可选地，各第七开关K7为单刀单掷开关。各第七开关K7的两端分别连接对应的阻尼电阻的两端，且各第七开关K7首尾相连。当第七开关K7断开时，对应的阻尼电阻接入串联电路电路。可选地，各第一电容连接装置11-13上的第一调频电容的数量为9，各第一电容连接装置11-13的9个第一调频电容的容值分别为0. 0075 μ F、0. 015 μ F、0. 03 μ F、0. 06 μ F、
0.I μ F、0. 2μ F、0. 4μ F、0. 8μ F、l. 6μ F，调节范围为 O. 0075-3. 2125μ F。可选地，各第二电容连接装置31-33上的第二调频电容的数量为9，各第二电容连接装置31-33的9个第二调频电容的容值分别为0. 0075 μ F、0. 015 μ F、0. 03 μ F、0. 06 μ F、
0.I μ F、0. 2μ F、0. 4μ F、0. 8μ F、l. 6μ F，调节范围为 O. 0075-3. 2125μ F。可选地，各电阻连接装置21-23上的阻尼电阻的数量为10，各电阻连接装置21-23的 10 个阻尼电阻的阻值分别为0· 3Ω、0· 6Ω、1· 25Ω、2· 5Ω、5Ω、10Ω、20Ω、40Ω、80Ω、160 Ω，调节范围为O. 3-320 Ω。可选地，第一电容塔架10的三层第一电容连接装置11-13之间对应的第五开关Κ5互相联动，电阻塔架20的三层电阻连接装置21-23之间对应的第七开关Κ7互相联动，第二电容塔架30的三层电容连接装置31-33之间对应的第六开关Κ6互相联动。可选地，各第一开关Kl之间互相联动，各第二开关Κ2之间互相联动，各第三开关之间互相联动，各第四开关之间互相联动。可选地，本发明的TRV调节装置还包括多个绝缘杆以及多个气动操作件(图中未示出)，互相联动的各第一至第七开关Κ1-Κ7装设在对应的绝缘杆上，各气动操作件用于控制装设在绝缘杆上的互相联动的开关的开/合闸状态。可选地，本发明的TRV调节装置还包括三组控制箱(图中未示出)。三组控制箱分别用于控制气动操作件以分别控制三个塔架的联动的开关的开/合闸状态，并用于接收气动操作件反馈的信号，该反馈的信号代表对应的开关的开/合闸状态。可选地，本发明的TRV调节装置的高度不大于3. 5米，占地面积尺寸不大于6 (米)* 4 (米)。本发明可选择性地利用不同数量的第一、第二调频电容以及阻尼电阻进行组合，以实现对试验回路中的三相电压的调节。
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请参考图3、图4、图5，分别示出了本发明的TRV调节装置的仿真波形。由图3可知，本发明的TRV调节装置在暂态过程中的首开相的瞬态恢复电压的峰峰衰减度不小于90%，持续时间在200微秒到1100微秒之间。由图4可知，本发明的TRV调节装置满足最苛刻的暂态条件，即经历5次暂态、2次放电、2次工频击穿。由图5可知，本发明的TRV调节装置满足最苛刻的稳态条件，即具有3秒的升压时间、2秒的稳压时间和15秒的稳态持压时间。本发明的TRV调节装置是根据最苛刻的试验条件进行分析、设计的，能够承受较高的工频电压、过电压及高频暂态电压，具有高可靠性和安全性。本发明的TRV调节装置，调节范围大，调节细度高，通用性强，能够适应各种不同的试验方式。在本发明的设备中，显然，各部件可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
权利要求
1.一种瞬态恢复电压调节装置，用于大容量试验系统以调节试验回路中的三相输出端的瞬态电压，包括第一电容塔架、电阻塔架和第二电容塔架，还包括三个第一开关，其中所述第一电容塔架包括三层第一电容连接装置；各层第一电容连接装置包括多个第一调频电容；各层第一电容连接装置的多个第一调频电容选择性地并联连接以形成第一并联电路；所述第二电容塔架包括三层第二电容连接装置；各层第二电容连接装置包括多个第二调频电容；各层第一电容连接装置的多个第二调频电容选择性地并联连接以形成第二并联电路；所述电阻塔架包括三层电阻连接装置；各层电阻连接装置包括多个阻尼电阻；各层电阻连接装置的多个阻尼电阻选择性地串联连接以形成串联电路；所述三层电阻连接装置的串联电路的第一端分别通过三个第三开关连接至所述三层第一电容连接装置的第一并联电路的第一端，所述三层电阻连接装置的串联电路的第二端分别通过三个第四开关连接至所述三层第二电容连接装置的第二并联电路的第一端；所述三个第一并联电路第二端和所述三个第二并联电路第二端的其中之一分别通过所述三个第一开关连接至所述大容量试验系统的试验回路中的三相输出端，以调节瞬态恢复电压。
2.如权利要求I所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于各所述第三、第四开关为单刀双掷开关，其各包括一个动端和两个连接端；各所述第三开关的一个连接端接地，另一个连接端连接至对应的第一并联电路的第一端，动端连接至对应的串联电路的第一端；各所述第四开关的一个连接端接地，另一个连接端连接至对应的第二并联电路的第一端，动端连接至对应的串联电路的第二端。
3.如权利要求I所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于各所述第一电容连接装置还包括多个与各所述第一调频电容对应连接的第五开关，各所述第二电容连接装置还包括多个与各所述第二调频电容对应连接的第六开关，各所述电阻连接装置还包括多个与各所述阻尼电阻对应连接的第七开关，各第五、第六开关为单刀双掷开关，其各包括一个动端和两个连接端；各第五开关的一个连接端互相连接且连接至对应的第一调频电容的第一端，另一个连接端互相连接且连接至对应的第一开关，动端连接至对应的第一调频电容的第二端；各第六开关的一个连接端互相连接且连接至对应的第二调频电容的第一端，另一个连接端互相连接且连接至对应的第二开关，动端连接至对应的第二调频电容的第二端；各第七开关为单刀单掷开关，其两端分别连接对应的阻尼电阻的两端，且各第七开关首尾相连。
4.如权利要求I所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于各所述第一电容连接装置的第一调频电容的数量为9，各第一电容连接装置的9个第一调频电容的容值分别为O. 0075 μ f、0. 015μ f、0. 03μ f、0. 06μ f、0. I μ f、0. 2μ f、0. 4μ f、0. 8μ f、l. 6μ f。
5.如权利要求I所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于各所述第二电容连接装置的第二调频电容的数量为9，各第二电容连接装置的9个第二调频电容的容值分别为O. 0075 μ f、0. 015 μ f、0. 03 μ f、0. 06 μ f、0. I μ f、0. 2 μ f、0. 4 μ f、0. 8 μ f、l. 6 μ f。
6.如权利要求I所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于各电阻连接装置的阻尼电阻的数量为10，各电阻连接装置的10个阻尼电阻的阻值分别为0.3Ω、0.6Ω、1.25Ω、·2· 5Ω、5Ω、10Ω、20Ω、40Ω、80Ω、160Ω。
7.如权利要求3所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于所述瞬态恢复电压调节装置还包括三个第二开关，所述三个第一并联电路第二端和所述三个第二并联电路第二端中的另一个分别通过所述三个第二开关并联连接至所述大容量试验系统的试验回路中三相输出端以调节瞬态恢复电压起始值。
8.如权利要求7所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于各所述第一开关互相联动，各所述第二开关互相联动，各所述第三开关互相联动，各所述第四开关互相联动，各所述第五开关互相联动，各所述第六开关互相联动，各所述第七开关互相联动。
9.如权利要求8所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于还包括多个绝缘杆以及多个气动操作件，互相联动的各第一至第七开关装设在对应的绝缘杆上，各所述气动操作件用于控制装设在对应的绝缘杆上的互相联动的第一至第七开关的开/合闸状态。
10 .如权利要求9所述的瞬态恢复电压调节装置，其特征在于所述瞬态恢复电压调节装置的高度不大于3. 5米，占地面积尺寸不大于6米* 4米。
全文摘要
本申请涉及一种瞬态恢复电压调节装置，包括三个塔架；第一塔架包括三层第一电容连接装置，各层第一电容连接装置包括多个第一调频电容；各层中的第一调频电容中的选择性地并联连接以形成第一并联电路；第二塔架与第一塔架结构相同；第三塔架包括三层电阻连接装置；各层电阻连接装置包括多个阻尼电阻；各层中的阻尼电阻选择性地串联连接以形成串联电路；串联电路的第一端分别通过三个开关连接至三个第一并联电路的第一端，串联电路的第二端分别通过三个开关连接至三层第二电容连接装置的第二并联电路的第一端。本发明可靠性、安全性、通用性均较高。
文档编号G05F1/12GK102915056SQ20111022233
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者那虎, 丁正平, 刘祥云, 姚莉 申请人:中机国际(西安)技术发展有限公司