专利名称：一种电网电压跌落的模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低电压测试技术领域，特别涉及一种电网电压跌落的模拟装置。
背景技术：
随着国内外风机安装容量的逐年增加，风机的低电压穿越能力越来越受到广泛关注。基于风电机机组低电压穿越能力研究和测试的需求，在实验室模拟电网电压跌落也成为研究的热点。参见图1，该图为现有技术中电网电压跌落的模拟装置示意图。该装置包括第一电抗器11、开关12和第二电抗器13，第一电抗器11为工作电抗器电网的正端通过依次串联的第一电抗器11和待测设备连接电网的负端。电网的正端通过依次串联的第一电抗器11、开关12和第二电抗器13接地。模拟电网正常工作时，开关12断开，电网电流经第一电抗器11为待测设备提供电能；模拟电网电压跌落时，开关12闭合，一部分电流经第二电抗器13到地。第二电抗器13 起到阻抗分压作用，模拟电网电压跌落。但是，该模拟电网电压跌落装置将电流直接导入地，在真实模拟电网电压大幅跌落的过程中，高压的大电流直接导入地下对于电网的电流冲击较大，且模拟成本较高，不适合在实验室应用。
实用新型内容本实用新型的目的提供电网电压跌落的模拟装置，该模拟装置安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。本实用新型提供一种电网电压跌落的模拟装置，包括第一变压器和第二变压器， 第一变压器的原边通过开关器件连接电网；第二变压器的原边直接连接电网；第一变压器的原边的两端并联开关器件；第一变压器和第二变压器的副边串联在一起以后连接待测设备，所述第一变压器和第二变压器的副边设有多个抽头，所述第一变压器和第二变压器的电压比倒数之和为1，所述开关器件为反向并联的晶闸管或IGBT模块。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型模拟装置在模拟电网电压跌落过程中，变化的电压完全由待测设备承担，这样避免将大电流导入地下对电网电流造成冲击，且该模拟实现方式安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。
图1为现有电网电压跌落的模拟装置示意图；图2为本实用新型电网电压跌落模拟装置第一实施例示意图；图3为本实用新型电网电压跌落模拟装置第二实施例示意图；图4为本实用新型IGBT模块结构图；[0015]图5为反向并联的晶闸管结构图；图6为模拟电网对称故障时电压波形图；图7为模拟电网对称故障时电压跌落波形图；图8为模拟电网对称故障时电压恢复波形图；图9为模拟电网不对称故障时电压波形；图10为模拟电网不对称故障时电压跌落波形；图11为模拟电网不对称故障时电压恢复波形。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。参见图2，该图为本实用新型电网电压跌落模拟装置第一实施例结构图。本实施例提供的装置包括第一变压器21和第二变压器22。第一变压器21的原边通过开关器件K23连接电网；第二变压器22的原边直接连接电网；第一变压器21的原边的两端并联开关器件K24 ；第一变压器21和第二变压器22的副边串联在一起以后连接待测设备。模拟电网电压跌落的步骤为步骤11、模拟电网正常工作时，开关器件K23闭合、开关器件K24断开，此时，第一变压器21和第二变压器22的原边均连接在电网电压；这样可以保证待测设备端电压也正常。模拟电网电压跌落时，控制开关器件K23断开，开关器件KM闭合，此时，第一变压器21的原边的两端被KM短路，第一变压器21的原边电压为零，因此，第一变压器21的副边电压也为零。由于模拟电网电压跌落，因此第二变压器22的原边电压也随着跌落，从而导致待测设备端的电压也跌落。步骤12、将开关器件KM断开，开关器件K23闭合，第一变压器21和第二变压器 22的原边均连接电网电压，因此，第一变压器21副边电压随之恢复，从而使待测设备端的电压也恢复。本实用新型模拟装置在模拟电网电压跌落过程中，变化的电压完全由待测设备承担，这样避免将大电流导入地下对电网电流造成冲击，且该模拟实现方式安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。为方便模拟电网三相电压中某一相或几相电压跌落，第一变压器21和第二变压器22可包括多个磁路独立的分变压器。参见图3，该图为本实用新型电网电压跌落模拟装置第二实施例结构图。本实施例提供的装置包括第一变压器21和第二变压器22。第一变压器21包含三个磁路分别独立的分变压器，分别为第十一分变压器211、 第十二分变压器212和第十三分变压器213。第二变压器22包含三个磁路分别独立的分变压器，分别为第二十一分变压器221、第二十二分变压器222和第二十三分变压器223。第—^一分变压器211的原边的一端通过开关器件Kll连接电网的A相电压，另一端连接中性点N ；第二十一分变压器221的原边的一端直接连接电网的A相电压，另一端连接N。第十一分变压器211和第二十一分变压器221的副边串联在一起以后连接待测设备； 第十一分变压器211的原边并联开关器件K12。第十二分变压器212的原边的一端通过开关器件K21连接电网的B相电压，另一端连接N ；第二十二分变压器222的原边的一端直接连接电网的B相电压，另一端连接N。第十二分变压器212和第二十二分变压器222的副边串联在一起以后连接待测设备；第十二分变压器212的原边并联开关器件K22。第十三分变压器213的原边的一端通过开关器件K31连接电网的C相电压，另一端连接N ；第二十三分变压器223的原边的一端直接连接电网的C相电压，另一端连接N，第十三分变压器213和第二十三分变压器223的副边串联在一起以后连接待测设备。第十三分变压器213的原边并联开关器件K32。如图3所示，A相电压经过变压器以后，输出电压的两端分别为al和a2，连接待测设备的A相。B相电压经过变压器以后，输出电压的两端分别为bl和1^2，连接待测设备的 B相。C相电压经过变压器以后，输出电压的两端分别为cl和c2，连接待测设备的C相。模拟电网某单正相电压跌落步骤为步骤21、控制与该正相电压连接的分变压器上的开关器件断开，该分变压器与负相连接的开关器件闭合，使该分变压器副边电压跌至零，形成待测设备端的电压跌落；例如，模拟电网A相电压跌落，将开关器件Kll断开，将开关器件K12闭合；步骤22、控制与该正相电压连接的分变压器上的开关器件闭合，该分变压器与负相连接的开关器件断开，该分变压器副边电压恢复，使待测设备端的电压恢复。例如，模拟电网A相电压跌落，将开关器件K12断开，将开关器件Kll闭合。模拟电网某两相电压跌落步骤为步骤31、控制与电网该两正相电压连接的两分变压器上的开关器件同时断开，该两分变压器与负相连接的开关器件同时闭合，使该分变压器副边电压跌至零，形成待测设备端的电压跌落；例如，模拟电网A相和C相电压跌落，将开关器件Kll和开关器件K31断开，开关器件K12和开关器件K32闭合。步骤32、控制与该两正相电压连接的两分变压器上的开关器件同时闭合，该两分变压器与负相连接的开关器件同时断开，该分变压器副边电压恢复，使待测设备端的电压恢复。例如，模拟电网A相和C相电压跌落，将开关器件K12和开关器件K32断开，开关器件Kll和开关器件K31闭合。本实用新型可先将开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时断开，开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时闭合，再将开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时断开，开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时闭合，模拟电网的A、B、 C三相电压同时跌落。参见图4和图5，分别示出本实用新型开关器件结构。本实用新型开关器件为反向并联的晶闸管，通过控制脉冲信号的高低电平控制晶闸管的闭合和断开，使电压跌落和恢复的时间精确可控。[0052]本实用新型各分变压器的原边可设置多个抽头，选取不同的抽头可以得到不同的电压比，从而得到不同的电压跌落幅度。电网电压跌落的幅度等于变压器21中各分变压器的电压比倒数。例如，分变压器211的电压比为1 0.2，模拟试验中，电网的A相电压跌幅为 20%。为了保证正常时待测设备电压与电网电压相同，变压器21和变压器22的电压比倒数之和为1。本实用新型模拟装置模拟电网电压跌落，电压跌落和恢复的时间都很短，而且跌落和恢复时电压相位保持不变。参见图6、图7和图8，分别示出模拟电网对称故障时电压波形、电压跌落波形和电压恢复波形。参见图9、图10和图11，分别示出模拟电网不对称故障时电压波形、电压跌落波形和电压恢复波形。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
权利要求1. 一种电网电压跌落的模拟装置，其特征在于，包括第一变压器和第二变压器，第一变压器的原边通过开关器件连接电网；第二变压器的原边直接连接电网；第一变压器的原边的两端并联开关器件；第一变压器和第二变压器的副边串联在一起以后连接待测设备，所述第一变压器和第二变压器的副边设有多个抽头，所述第一变压器和第二变压器的电压比倒数之和为1，所述开关器件为反向并联的晶闸管或IGBT模块。
专利摘要本实用新型提供一种电网电压跌落的模拟装置，其中装置包括第一变压器和第二变压器，第一变压器的原边通过开关器件连接电网；第二变压器的原边直接连接电网；第一变压器的原边的两端并联开关器件；第一变压器和第二变压器的副边串联在一起以后连接待测设备。本实用新型避免将大电流导入地下对电网电流造成冲击，且该模拟实现方式安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。
文档编号G01R31/34GK202075393SQ201120154118
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者刘蒙聪 申请人:刘蒙聪