一种阻抗分接头、阻抗调节装置、电压跌落深度测量方法与流程

本发明涉及新能源接入与控制
技术领域：
，尤其是涉及一种阻抗分接头、阻抗调节装置、电压跌落深度测量方法。
背景技术：
：风力发电产业发展迅猛，风电新增装机容量连年翻番，目前装机规模世界第一。然而，我国风电在快速发展的同时，也面临着大规模接入电网带来的质量和安全问题。为了保证风电大规模接入后电网的稳定，国家有关部门已制定了相关的并网技术标准与规范，明确要求在电网瞬时故障导致电压在短时间内骤降至一定值的情况下，风电机组仍能够不脱离电网而持续稳定运行，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个电网故障时间，这种能力被称为故障电压穿越能力(faultridethrough，frt)。验证风电机组是否具备故障电压穿越能力，需要借助特定的故障电压发生装置来制造电网故障。我国风电机组故障电压穿越测试标准要求故障电压发生装置能够产生20％un、35％un、50％un、75％％un和90％un等5种规格的故障电压。为满足测试标准要求，电压跌落装置均采用多个分接头的电抗器分别作为限流电抗与短路电抗，利用铜排或电缆将限流电抗与短路电抗的特定分接头接入系统发生短路试验。然而，在进行不同深度的电压跌落时，需要测试人员手动改变铜排或电缆在电抗器分接点上的接线位置，从而将所需的限流电抗段与短路电抗段接入测试系统中，实现不同阻抗比值的短路。现有的短路实验中，需要人工手动调节电抗器分接头形式，存在如下缺陷：高压电气操作对于操作人员存在较大的操作风险，易发人身事故；手动操作前，需对系统全部设备进行断电操作并切出测试系统，且需在多个位置接地放电；手动操作后，需反向进行上述系列操作，对系统进行重新送电接入电网，因此，停送电系列操作复杂，影响装置电气及机械寿命，且耗时较长，极大影响测试效率。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是如何解决现有的短路实验中需要人工手动调节电抗器分接头形式，无法保证操作人员的安全，且手动操作前后需要进行停送电操作，操作复杂，耗时长，影响测试效率的问题。针对以上技术问题，本发明的实施例提供了一种阻抗分接头，包括同轴设置的绝缘环和导电环；其中，所述绝缘环上设置有第一触头和至少一个连接点，所述第一触头与所述导电环接触；所述导电环上设置有第二触头；控制所述导电环相对于所述绝缘环转动，以将所述第二触头连接至所述连接点中的目标连接点。可选地，所述绝缘环为固定环。可选地，所述导电环的直径小于所述绝缘环。本发明的实施例提供了一种阻抗分接头，该阻抗分接头的各个连接点和第一触头之间可以连接不同的阻抗值的阻抗器件，通过控制导电环或者绝缘环的转动，调节与第二触头连接的连接点，即可控制连接在第一触头和第二触头之间的阻抗值。将该阻抗分接头连接至具体的电路，即可通过对导电环或者绝缘环的转动进行控制，实现对接入具体电路中的阻抗值的控制。由此，将该阻抗分接头和能够实现对导电环或者绝缘环的转动进行控制的电机结合，即可通过对电机的控制实现对接入具体电路中阻抗值的控制，而不需要对具体的电路进行人为的控制，不仅为操作人员规避了风险，也简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作。第二方面，本发明还提供了一种基于上述的阻抗分接头的阻抗调节装置，该阻抗调节装置还包括若干个串联的阻抗器件形成的阻抗器件组；所述阻抗器件组的第一端连接预设电网接入点，所述阻抗器件组的第二端连接短路接地点，所述阻抗器件组还包括由所述阻抗器件的连接处引出的中间轴头；所述第一触头连接所述第一端，所述至少一个连接点中包括预设数量个有效连接点，所述中间抽头中包括所述预设数量个有效中间抽头，且每一所述有效连接点与所述有效中间抽头中的一个有效中间抽头连接。可选地，还包括远程控制电机，所述远程控制电机连接所述阻抗分接头的导电环，以控制所述导电环转动。可选地，还包括设置在所述第一端和所述第一触头之间的第一开关。可选地，还包括设置在所述第二端和所述短路接地点之间的第二开关。可选地，所述阻抗器件组包括从所述第二端到所述第一端的第一方向上设置的五个有效中间抽头，所述阻抗分接头的绝缘环上以所述第一触头为起点，沿着预设的第二方向上设置有五个有效连接点；以所述第二端为起点，沿着所述第一方向上的五个有效中间抽头分别连接至以所述第一触头为起点，沿着所述第二方向上的五个有效连接点。可选地，所述第一触头处设置有分压测试点，以通过所述分压测试点测试通过所述阻抗分接头将所述阻抗器件组中不同阻值的阻抗器件接入预设电网后，所述分压测试点处产生的电压降。本发明的实施例提供的阻抗调节装置，调节阻抗分接头，控制与第二触头接触的有效连接点，从而对接入预设电网的阻抗值和短路接地点的阻抗值进行控制。由此，可以直接通过对阻抗分接头的控制实现对接入具体电路中阻抗值的控制，而不需要对具体的电路进行人为的控制，不仅为操作人员规避了风险，也简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作。第三方面，本发明的实施例还提供了一种电压跌落深度测量方法，包括：断开所述第一开关，闭合所述第二开关；通过所述远程控制电机控制所述导电环转动，使得所述第二触头连接至所述绝缘环上的有效连接点；在所述分压测试点处测量所述第二触头连接至不同的有效连接点时，所述分压测试点处电压跌落深度。本发明的实施例提供的电压跌落深度测量方法，通过远程控制电机调节阻抗分接头，控制与第二触头接触的有效连接点，从而对接入预设电网的阻抗值和短路接地点的阻抗值进行控制。由此，可以直接通过对阻抗分接头的控制实现对接入具体电路中阻抗值的控制，而不需要对具体的电路进行人为的控制，不仅为操作人员规避了风险，也简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作。附图说明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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1是本发明一个实施例提供的阻抗分接头的结构示意图；图2是本发明另一个实施例提供的阻抗分接头的结构示意图；图3是本发明另一个实施例提供的阻抗器件组的结构示意图；图4是本发明另一个实施例提供的基于阻抗分接头的阻抗调节装置的示意图；图5是本发明另一个实施例提供的阻抗器件组和阻抗分接头的自动调节装置的故障电压发生装置的一次电气原理图；图6是本发明另一个实施例提供的作为对比的实施例中的电压跌落试验的电路结构示意图；图7是本发明一个实施例提供的作为对比的实施例中的阻抗分压式故障电压发生装置拓扑图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1是本实施例提供的阻抗分接头的结构示意图，如图1所示，该阻抗分接头包括同轴设置的绝缘环101和导电环102；其中，所述绝缘环101上设置有第一触头103和至少一个连接点(图1中的104、105、106、107和108均为连接点)，所述第一触头103与所述导电环102接触；所述导电环102上设置有第二触头109；控制所述导电环102相对于所述绝缘环101转动，以将所述第二触头109连接至所述连接点中的目标连接点。需要说明的是，绝缘环101上的连接点可以由铜、金、银或其合金等导电材料形成，第一触头、第二触头以及导电环也可以是由铜、金、银或其合金等导电材料形成，本实施例不做具体限制，绝缘环可以是聚合物，只要能够使得各个连接点之间、连接点和第一触头之间绝缘即可，本实施例对绝缘环的材料也不做具体限制。绝缘环和导电环可以相对运动，使得第二触头109连接至不同的连接点。可理解的是，可以设置绝缘环为固定环，导电环为活动环(例如，导电环为动滑环)，也可以设置导电环为固定环、绝缘环为活动环，只要能够使得第二触头连接至不同的连接点即可，具体需要设置绝缘环为固定环，还是导电环为固定环，本实施例不做具体限制。另一方面，本实施例提供的阻抗分接头中，可以是绝缘环的直径大于导电环的直径(如图1所示)。当然也可以是导电环的直径大于绝缘环的直径，如图2所示，当导电环的直径大于绝缘环的直径时，且导电环为滑环，绝缘环为固定环时，控制导电环201转动，使得固定在导电环201上的触头209连接至绝缘环202上不同的连接点(204至208为设置在绝缘环202上的连接点)，设置在绝缘环202上的触头203与导电环201接触。当需要将一定阻抗值接入电路中时，需要将第二触头109和特定的连接点接触，该连接点即为目标连接点。本实施例提供了一种阻抗分接头，该阻抗分接头的各个连接点和第一触头之间可以连接不同的阻抗值的阻抗器件，通过控制导电环或者绝缘环的转动，调节与第二触头连接的连接点，即可控制连接在第一触头和第二触头之间的阻抗值。将该阻抗分接头连接至具体的电路，即可通过对导电环或者绝缘环的转动进行控制，实现对接入具体电路中的阻抗值的控制。由此，将该阻抗分接头和能够实现对导电环或者绝缘环的转动进行控制的电机结合，即可通过对电机的控制实现对接入具体电路中阻抗值的控制，而不需要对具体的电路进行人为的控制，不仅为操作人员规避了风险，也简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作。进一步地，在上述实施例的基础上，所述绝缘环为固定环。由于外部电路连接至绝缘环上的连接点处，为了防止绝缘环的转动造成连接至绝缘环上的线路缠绕，可以将绝缘环设置为固定环，而将导电环设置为滑环，通过控制导电环的转动，控制接入电路的阻抗。进一步地，在上述各个实施例的基础上，所述导电环的直径小于所述绝缘环。由于导电环设置在外部时，当该阻抗分接头的外部包装存在缺陷时，很容易造成漏电，因此，为了保证该阻抗分接头实用过程中的安全性，可以将导电环设置在绝缘环的内部。第二方面，本实施例提供了一种基于上述的阻抗分接头的阻抗调节装置，阻抗调节装置由上述阻抗分接头和若干个串联的阻抗器件形成的阻抗器件组(如图3所示，由6段串联的阻抗器件组成的阻抗器件组301，o-a、a-b、b-c、c-d、d-e、e-f为6段阻抗器件)组成；如图4所示，所述阻抗器件组301的第一端f连接预设电网接入点，所述阻抗器件组301的第二端o连接短路接地点，所述阻抗器件组301还包括由所述阻抗器件的连接处引出的中间轴头(a、b、c、d、e为阻抗器件组301的五个中间抽头)；所述第一触头103连接所述第一端f，所述至少一个连接点中包括预设数量个有效连接点，所述中间抽头中包括所述预设数量个有效中间抽头，且每一所述有效连接点与所述有效中间抽头中的一个有效中间抽头连接。需要说明的是，在具体的电路中，虽然每两个阻抗器件之间均可以形成一个中间抽头，但是并不要求将每一个中间抽头均需要与一个连接点连接，同理，并不要求每一连接点均与中间抽头连接。例如，如图4所示，o-a、a-b、b-c、c-d、d-e、e-f的每一段阻抗器件的阻抗值均为y1，要求控制接入到短路接地点的阻抗值为4y1和2y1。那么，可以将阻抗分接头的连接点104和中间抽头b连接，将阻抗分接头的连接点105和中间抽头d连接。控制第二触头109连接至连接点104，则接入到短路接地点的阻抗值为2y1；控制第二触头109连接至连接点105，则接入到短路接地点的阻抗值为4y1。如该示例中，五个中间抽头中的中间抽头b和中间抽头d为有效中间抽头，五个连接点中的连接点104和连接点105为有效连接点。由此，在具体的电路中，需要根据接入电路中的阻抗值进行设定，不一定使用到每一个中间抽头和每一个连接点，预设数量也是根据具体的电路进行设置的量，只要能够满足具体电路的要求即可，本实施例对具体的电路连接方式不做具体限制。本发明的实施例提供的阻抗调节装置，调节阻抗分接头，控制与第二触头接触的有效连接点，从而对接入预设电网的阻抗值和短路接地点的阻抗值进行控制。由此，可以直接通过对阻抗分接头的控制实现对接入具体电路中阻抗值的控制，而不需要对具体的电路进行人为的控制，不仅为操作人员规避了风险，也简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作。在上述实施例的基础上，还包括远程控制电机m(图4中未示出)，所述远程控制电机m连接所述阻抗分接头的导电环102，以控制所述导电环102转动。通过远程控制电机m能够更方便的对导电环的转动进行控制，简化了操作。更进一步地，如图4所示，在上述实施例的基础上，还包括设置在所述第一端f和所述第一触头103之间的第一开关s1。当不需要进行故障测试时，或者故障测试结束后，只需要闭合第一开关即可，可理解的是第一开关的闭合也可以通过远程控制的方式实现，由此简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作，更进一步地，如图4所示，在上述实施例的基础上，还包括设置在所述第二端o和所述短路接地点之间的第二开关s2。当需要进行故障测试时，断开第一开关s1，闭合第二开关s2，调节导电环102，控制第二触头109和不同的连接点接触，由此简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作，更进一步地，如图4所示，在上述实施例的基础上，所述阻抗器件组301包括从所述第二端o到所述第一端f的第一方向上设置的五个有效中间抽头a、b、c、d、e，所述阻抗分接头的绝缘环101上以所述第一触头103为起点，沿着预设的第二方向(图4中箭头所示方向)上设置有五个有效连接点104、105、106、107、108；以所述第二端o为起点，沿着所述第一方向上的五个有效中间抽头分别连接至以所述第一触头为起点，沿着所述第二方向上的五个有效连接点。如图4所示，有效中间抽头a连接有效连接点104，有效中间抽头b连接有效连接点105，有效中间抽头c连接有效连接点106，有效中间抽头d连接有效连接点107，有效中间抽头e连接有效连接点108。更进一步地，如图4所示，在上述实施例的基础上，所述第一触头103处设置有分压测试点，以通过所述分压测试点测试通过所述阻抗分接头将所述阻抗器件组中不同阻值的阻抗器件接入预设电网后，所述分压测试点处产生的电压降。作为一种具体的实施例，如图4所示，导电环102上固定设置一个一个动触头(第二触头109)，绝缘环上的连接点和第一触头103与绝缘环固定安装。第二触头109通过滑环(导电环102)与第一触头103导通。使用时通过远程控制电机带动滑环(导电环102)顺时针转动，可实现第二触头109与104-108任意一个连接点接触导通。由于我国风电机组故障电压穿越测试标准要求故障电压发生装置能够产生20％un、35％un、50％un、75％％un和90％un等5种规格的故障电压，可以配置阻抗器件组301各段的阻抗值满足表一所示的阻抗值。表一电抗分段阻抗值设计o-fx0o-a0.2x0a-b0.35x0b-c0.5x0c-d0.75x0d-e0.9x0采用该阻抗器件组和阻抗分接头的自动调节装置的故障电压发生装置的一次电气原理图如图5所示，装置接线及调节示意图如图4所示。其中，阻抗器件组301的第一端f点与旁路开关(第一开关)s1的一端连接并接入电网接入点，阻抗器件组301的第二端o点与短路开关(第二开关)s2连接并接入短路接地点。旁路开关s1的另一端与自动调节装置的第一触头103连接，并作为故障电压输出点(分压测试点)；电抗器的a-e号中间抽头分别与阻抗分接头的5个连接点104至108相连。进行短路试验时，以电压跌落至35％un为例，依据预设电压跌落深度(35％un)，远程控制电机来调节旋转滑环(导电环102)，使得动第二触头109与连接点105连接，实现分压测试点与阻抗器件组301的中间抽头b相连，则电抗器b-f段即为限流电抗部分x1，o-b段即为短路电抗部分x2，从而完成电抗器阻抗的自动调节。通过改变动第二触头109与绝缘环上的连接点的连接位置，可改变分压测试点在阻抗器件组301的连接位置，从而实现不同阻抗比值的短路。表二为采用阻抗器件组301的自动调节装置的故障电压发生装置进行20％un～90％un范围内电压跌落测试时自动调节装置的连接方式。表二调节装置连接方式限流部分x1短路部分x2电压跌落深度第二触头109-104f-ao-a0.2x0/x0＝0.2第二触头109-105f-bo-b0.35x0/x0＝0.35第二触头109-106f-co-c0.5x0/x0＝0.5第二触头109-107f-do-d0.75x0/x0＝0.75第二触头109-108f-eo-e0.9x0/x0＝0.9作为一种对比的实施例，图6提供了一种进行电压跌落试验的电路结构示意图，图7提供了阻抗分压式故障电压发生装置拓扑图。如图6和图7所示，进行不同深度的电压跌落时，通过投切开关s1来投入一定阻抗值的限流电抗器以降低短路试验对电网的影响，通过投入特定阻抗值的短路电抗器产生电网短路故障，从而在测试点产生故障电压。具体而言，测试时，先断开旁路开关s3，投入一定阻抗值的限流电抗x3来降低阻抗短路试验对电网的影响，再闭合短路开关s4，投入特定阻抗值的短路电抗x4产生电网短路故障，从而在测试点产生电压跌落。测试点电压跌落深度等于限流阻抗与总阻抗的比值，即udip＝x4/(x3+x4)*un。在进行不同电压跌落深度的测试时，通过改变限流电抗器和短路电抗器投入的数量，就可以改变阻抗分压点，从而改变电压跌落的深度。如图6所示，需要测试人员手动改变铜排或电缆在电抗器分接点上的接线位置(b点)，从而将所需的限流电抗段与短路电抗段接入测试系统中，实现不同阻抗比值的短路。这种人工手动调节电抗器分接头形式，一方面，高压电气操作对于操作人员存在较大的操作风险，易发人身事故；另一方面，手动操作前，需对系统全部设备进行断电操作并切出测试系统，且需在多个位置接地放电。手动操作后，需反向进行上述系列操作，对系统进行重新送电接入电网。停送电系列操作复杂，影响装置电气及机械寿命，且耗时较长，极大影响测试效率。由此，基于本实施例提供的阻抗调节装置电压跌落深度测量方法，包括：断开所述第一开关，闭合所述第二开关；通过所述远程控制电机控制所述导电环转动，使得所述第二触头连接至所述绝缘环上的有效连接点；在所述分压测试点处测量所述第二触头连接至不同的有效连接点时，所述分压测试点处电压跌落深度。本发明的实施例提供的电压跌落深度测量方法，通过远程控制电机调节阻抗分接头，控制与第二触头接触的有效连接点，从而对接入预设电网的阻抗值和短路接地点的阻抗值进行控制。由此，可以直接通过对阻抗分接头的控制实现对接入具体电路中阻抗值的控制，而不需要对具体的电路进行人为的控制，不仅为操作人员规避了风险，也简化了操作过程，避免了停送电的复杂操作。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。当前第1页12