高电压穿越测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型有关于一种高电压穿越测试装置，用于提高被测试设备的供电端的电压，使被测试设备承受比额定电压更高的电压，包括低电压发生装置和可调变压器；其中，该低电压发生装置和可调变压器相连接。借由本实用新型，避免了现有技术中容抗的投切，降低了电网电压发生谐振的风险，能够精准地实现高电压穿越测试。
【专利说明】高电压穿越测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测试领域，特别是涉及一种高电压穿越测试装置。
【背景技术】
[0002]随着新能源的发展，风电和光伏并网容量的不断增加，机组因电网电压波动导致的批量脱网事故，对电网的影响越来越大。各国相继提出了相关的标准，要求当电网电压波动时，风电机组与光伏发电系统需要有一定的耐受性。其中，最先提出的是低电压穿越的要求，相关测试装置大体上分为两类:一类是利用串联电抗与短路电抗的分压原理来形成低电压；另一类是利用电力电子装置形成可调电压源。因此，相应的低电压穿越的测试技术和测试装置开发较早较成熟，而电网高电压穿越测试技术的研究相对晚一些。
[0003]但是，随着相关电网高电压穿越标准的逐步出台，针对测试风电机组和光伏发电系统高电压穿越能力的研究开发越来越紧迫。当前，存在两种高电压穿越测试的方案:一种是将低电压穿越测试装置中的短路感抗改为容抗，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；另一种是利用电力电子装置来构建电压发生器，可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。
[0004]有鉴于上述现有存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的高电压穿越测试装置，能够解决现有存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是在提供一种高电压穿越测试装置，能够精准地实现高电压穿越测试，且其是低电压穿越技术的延伸，技术可靠性高，成本低，易实现。
[0006]本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。本实用新型提供一种高电压穿越测试装置，用于提高被测试设备的供电端的电压，使被测试设备承受比额定电压更高的电压，其包括低电压发生装置和可调变压器；其中，该低电压发生装置和可调变压器相连接。
[0007]本实用新型的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
[0008]前述的高电压穿越测试装置，其中该低电压发生装置包括串联阻抗、短路阻抗和短路开关；其中，该串联阻抗、短路开关和短路阻抗依次串联在一起，该串联阻抗是电压输入端，连接线路阻抗，而该可调变压器的一端连接串联阻抗和短路开关的中间节点，另一端连接被测试设备。
[0009]前述的高电压穿越测试装置，其中该低电压发生装置包括串联阻抗、短路阻抗和短路开关；其中，该串联阻抗、短路开关和短路阻抗依次串联在一起，该串联阻抗和短路开关的中间节点连接被测试设备，而该可调变压器的一端是电压输入端，连接线路阻抗，另一端连接串联阻抗。
[0010]前述的高电压穿越测试装置，其中该低电压发生装置选用电力电子装置可调电压源。
[0011]前述的高电压穿越测试装置，其中该低电压发生装置还包括旁路开关，该旁路开关与串联阻抗并联。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型具有下列优点及有益效果:
[0013]1、本实用新型的高电压穿越测试装置，避免了现有技术中容抗的投切，降低了电网电压发生谐振的风险，能够精准地实现高电压穿越测试。
[0014]2、本实用新型的高电压穿越测试装置，是低电压穿越技术的延伸，技术可靠性高，成本低，易实现；且能够实现不同的高电压穿越等级。
[0015]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1:为本实用新型高电压穿越测试装置的第一实施例的结构示意图。
[0017]图2:为本实用新型高电压穿越测试装置的第二实施例的结构示意图。
[0018]图3:为本实用新型高电压穿越测试装置的第三实施例的结构示意图。
[0019]图4:为本实用新型高电压穿越测试装置的第四实施例的结构示意图。
[0020]图5:为本实用新型高电压穿越测试装置的第五实施例的结构示意图。
[0021]【主要元件符号说明】
[0022]1:高电压穿越测试装置
[0023]2低电压发生装置3可调变压器
[0024]Z1:串联阻抗Z2:短路阻抗
[0025]K:短路开关Zline:线路阻抗
[0026]4:被测试设备
[0027]5:电力电子装置可调电压源
[0028]6:旁路开关
【具体实施方式】
[0029]为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种高电压穿越测试装置其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0030]参阅图1所示，为本实用新型高电压穿越测试装置的第一实施例的结构示意图。实际中，该高电压穿越测试装置涉及三相电网，由于三相电网对称，所以图1中等效的画了一个。该高电压穿越测试装置I包括低电压发生装置2和可调变压器3，用于提高被测试设备的供电端的电压，使被测试设备承受比额定电压更高的电压；其中，该低电压发生装置2和可调变压器3相连接。在本实用新型中，该高电压穿越测试装置I主要是利用低电压发生装置2的逆向过程来形成高电压，即在低电压发生装置2处于低电压状态时，通过可调变压器3后输出到被测试设备的供电端的电压为正常工作电压；而在低电压发生装置2处于正常状态时，通过可调变压器3后输出到被测试设备的供电端的电压为高电压。
[0031]具体的，再参阅图1所示，该低电压发生装置2包括串联阻抗Z1、短路阻抗Z2和短路开关K;其中，该串联阻抗Z1、短路开关K和短路阻抗Z2依次串联在一起，在三相电网中，该短路阻抗Z2是三相对称阻抗，相互短接，该串联阻抗Z1是电压输入端，连接线路阻抗Zline,而该可调变压器3的一端连接串联阻抗Z1和短路开关K的中间节点，另一端连接被测试设备4。在实际测试过程中，该低电压发生装置2是输入端，该可调变压器3是输出端，要注意调整可调变压器3的变比，使其与该低电压发生装置2匹配，以获得不同的高电压穿越等级。
[0032]再次参阅图1，以1.3p.u高电压穿越测试为例，详细介绍本实用新型的工作过程。
[0033]1、将可调变压器3的变比调为1:1.3 ;
[0034]2、将短路阻抗Z2与串联阻抗Z1和线路阻抗Zline的阻抗比率调整为1:0.3 ;
[0035]3、将短路开关K闭合后连接被测试设备4，因短路阻抗Z2的分压作用，可调变压器3的原边电压为(单位:p.u):
,Z,,丨 I
[0036]I X-:-= lx — = —
Z1+Z2+Z- 1.3 1.3
[0037]此电压经过变比为1:1.3的可调变压器3后，被还原为Ip.U，供给被测试设备4，被测试设备4正常工作；
[0038]4、高电压测试期间，将短路开关K断开，短路阻抗Z2被切出，可调变压器3的原边电压约为额定电压lp.u ;
[0039]此电压经过变比为1:1.3的可调变压器3后，被升高为1.3p.U，供给被测试设备4，被测试设备4进入高电压穿越状态；
[0040]5、测试时间到，重新将短路开关K闭合，短路阻抗Z2被重新投入回路进行分压，被测试端电压重新恢复到额定电压，完成测试过程。
[0041 ] 值得注意的是，在本实用新型中，可通过调整可调变压器3的变比以及短路阻抗Z2与串联阻抗Z1和线路阻抗Zlim的阻抗比，来获得不同的高电压穿越等级。若将可调变压器3的变比调整为1，则不影响原来的低电压穿越测试功能。
[0042]参阅图2所示，为本实用新型高电压穿越测试装置的第二实施例的结构示意图。相较于图1的实施例，本实施例的高电压穿越测试装置I是将低电压发生装置2和可调变压器3互换位置，其组成部分是一样的。具体的，该串联阻抗Z1、短路开关K和短路阻抗Z2依次串联在一起，在三相电网中，该短路阻抗Z2是三相对称阻抗，相互短接，该串联阻抗Z1和短路开关K的中间节点连接被测试设备4，而该可调变压器3的一端是电压输入端，连接线路阻抗Zlim，另一端连接串联阻抗Zp简单来说，该实施例也可以实现高电压穿越测试的功能，但存在缺点，其缺点在于:可调变压器3在短路阻抗Z2投入期间，承受被测设备支路和短路阻抗Z2支路两部分的电流，对可调变压器3的容量要求更大。
[0043]参阅图3所示，为本实用新型高电压穿越测试装置的第三实施例的结构示意图。相较于图1的实施例，本实施例的高电压穿越测试装置I是用电力电子装置可调电压源5替换低电压发生装置2，以实现电压的变化，完成高电压穿越测试。
[0044]此外，参阅图4和图5所示，为本实用新型高电压穿越测试装置的第四和第五实施例的结构示意图。其中，该低电压发生装置2还包括旁路开关6，该旁路开关6与串联阻抗Z1并联，可起到短接串联阻抗Z1的作用(此状态下，短路开关K始终闭合)。在测试期间，旁路开关6始终闭合以短接串联阻抗Z1，短路阻抗Z2始终挂网运行。具体的，测试前，将旁路开关6断开，串联阻抗Z1串入回路，与短路阻抗Z2形成阻抗分压，分压后的电压经可调变压器3升压还原后，被测端额定电压运行；而在测试时，将旁路开关6闭合，串联阻抗Z1被短接，不再阻抗分压，电压经可调变压器3升压后(高电压)加到被测端；测试完成后，重新将旁路开关6断开，被测端电压恢复正常状态。
[0045]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种高电压穿越测试装置，用于提高被测试设备的供电端的电压，使被测试设备承受比额定电压更高的电压，其特征在于其包括: 低电压发生装置和可调变压器；其中，该低电压发生装置和可调变压器相连接；该低电压发生装置包括串联阻抗、短路阻抗和短路开关；其中，该串联阻抗、短路开关和短路阻抗依次串联在一起，该串联阻抗是电压输入端，连接线路阻抗，而该可调变压器的一端连接串联阻抗和短路开关的中间节点，另一端连接被测试设备。
2.根据权利要求1所述的高电压穿越测试装置，其特征在于其中该低电压发生装置选用电力电子装置可调电压源。
3.根据权利要求1所述的高电压穿越测试装置，其特征在于其中该低电压发生装置还包括旁路开关，该旁路开关与串联阻抗并联。
4.一种高电压穿越测试装置，用于提高被测试设备的供电端的电压，使被测试设备承受比额定电压更高的电压，其特征在于其包括: 低电压发生装置和可调变压器；其中，该低电压发生装置和可调变压器相连接；该低电压发生装置包括串联阻抗、短路阻抗和短路开关；其中，该串联阻抗、短路开关和短路阻抗依次串联在一起，该串联阻抗和短路开关的中间节点连接被测试设备，而该可调变压器的一端是电压输入端，连接线路阻抗，另一端连接串联阻抗。
5.根据权利要求4所述的高电压穿越测试装置，其特征在于其中该低电压发生装置选用电力电子装置可调电压源。
6.根据权利要求4所述的高电压穿越测试装置，其特征在于其中该低电压发生装置还包括旁路开关，该旁路开关与串联阻抗并联。
【文档编号】G01R31/34GK203930010SQ201420279233
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】杨兴 申请人:杨兴