一种配网设备交直流耐压装置的制作方法

文档序号:12268770阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种配网设备交直流耐压装置,其特征在于,所述配网设备交直流耐压装置包括主回路和测控回路;其中,

所述测控回路包括用户指令输入单元和主控单元;其中,所述用户指令输入单元的一端与所述主控单元的第一端相连,用于获取用户为直流耐压测试、工频交流耐压测试或倍频交流耐压测试所设置的信息而形成的相应操作指令;所述主控单元,用于当接收到所述用户指令输入单元对应直流耐压测试形成的操作指令时,产生第一控制指令和第一调整指令;当接收到所述用户指令输入单元对应工频交流耐压测试形成的操作指令时,产生第二控制指令、第二调整指令和第一逆变指令;当接收到所述用户指令输入单元对应倍频交流耐压测试形成的操作指令时,产生第三控制指令、第三调整指令和第二逆变指令;

所述主回路包括直流电压发生器、开关切换器以及交直流逆变器;其中,所述直流电压发生器的第一端外接一交流电压源,第二端与所述开关切换器的第一端相连,第三端与所述主控单元的第二端相连,用于根据所述主控单元输出的当前调整指令,将所述外接交流电压源产生的交流电转变为相应的直流电;所述开关切换器还包括与所述主控单元第三端相连的第二端、与所述交直流逆变器第一端相连的第三端以及用于实现直流耐压测试直流电输出的第四端,所述开关切换器用于根据所述主控单元输出的当前控制指令,实现直流耐压测试、工频交流耐压测试或倍频交流耐压测试所需直流电间的切换;其中,所述当前控制指令为所述第一控制指令,所述开关切换器的第一端与第四端之间实现导通,且所述开关切换器的第一端与第三端之间关断,直接输出所述直流电压发生器转变的直流电用于实现直流耐压测试;所述当前控制指令为所述第二控制指令或所述第三控制指令时,所述开关切换器的第一端与第三端之间导通,且所述开关切换器的第二端与第四端之间关断,将所述直流电压发生器转变的直流电送入所述交直流逆变器中进行直交流逆变;所述交直流逆变器上还包括与所述控制单元第四端相连的第二端和用于实现工频交流耐压测试或倍频交流耐压测试交流电输出的第三端,用于根据所述主控单元输出的当前逆变指令,将所述直流电压发生器转变的直流电逆变成相应的交流电;其中,所述当前逆变指令为所述第一逆变指令时,所述逆变成的交流电用于实现工频交流耐压测试;所述当前逆变指令为所述第二逆变指令时,所述逆变成的交流电用于实现倍频交流耐压测试。

2.如权利要求1所述的配网设备交直流耐压装置,其特征在于,所述直流电压发生器包括升压隔离变压器、第一驱动单元、三相三电平电压源型PWM整流器和滤波器;其中,

所述升压隔离变压器的一端外接所述交流电压源,另一端与所述三相三电平电压源型PWM整流器的第一端相连,用于所述升压隔离变压器输入侧交流电升压并与输出侧的直流电之间实现隔离;

所述第一驱动单元的一端与所述主控单元的第二端相连,另一端与所述三相三电平电压源型PWM整流器的第二端相连,用于接收所述主控单元输出的当前调整指令,并调整所述三相三电平电压源型PWM整流器所产生的直流电大小;

所述三相三电平电压源型PWM整流器的第三端与所述滤波器的一端相连,用于根据所述第一驱动单元接收到的当前调整指令,形成相应电压大小的直流电;其中,在所述第一驱动单元接收到所述第一调整指令时所述三相三电平电压源型PWM整流器形成对应直流耐压测试所需的直流电;在所述第一驱动单元接收到所述第二调整指令时所述三相三电平电压源型PWM整流器形成对应工频交流耐压测试所需的直流电;在所述第一驱动单元接收到所述第三调整指令时所述三相三电平电压源型PWM整流器形成对应倍频交流耐压测试所需的直流电;

所述滤波器的另一端与所述开关切换器的第一端相连,用于对所述三相三电平电压源型PWM整流器输出的直流电进行滤波处理。

3.如权利要求2所述的配网设备交直流耐压装置,其特征在于,所述三相三电平电压源型PWM整流器包括第一电感、第二电感、第三电感、第一IGBT管、第二IGBT管、第三IGBT管、第四IGBT管、第五IGBT管、第六IGBT管、第七IGBT管、第八IGBT管、第九IGBT管、第十IGBT管、第十一IGBT管、第十二IGBT管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一直流稳压电容及第二直流稳压电容;其中,

所述第一IGBT管、所述第二IGBT管、所述第三IGBT管、所述第四IGBT管、所述第五IGBT管、所述第六IGBT管、所述第七IGBT管、所述第八IGBT管、所述第九IGBT管、所述第十IGBT管、所述第十一IGBT管及所述第十二IGBT管均由一开关晶体管与一二极管反向相并联形成;

所述第一直流稳压电容与所述第二直流稳压电容串联成第一直流稳压电容回路,且所述第一直流稳压电容回路的两端与所述第一驱动单元相连;

所述第一IGBT管、所述第四IGBT管、所述第七IGBT管与所述第十IGBT管依次串联成第一IGBT回路;所述第一电感的一端与所述升压隔离变压器的A相端相连,所述第一电感的另一端连接于所述第四IGBT管与所述第七IGBT管之间;所述第一IGBT回路与所述第一直流稳压电容回路相并联,且设置所述第一直流稳压电容的正极与所述第一IGBT管中的二极管负极相连,所述第二直流稳压电容的负极与所述第十IGBT管中的二极管正极相连;所述第一二极管与所述第四二极管串联成第一二极管回路,所述第一二极管的负极连接在所述第一IGBT管和所述第四IGBT管之间,所述第四二极管的正极连接在所述第七IGBT管和所述第十IGBT管之间;

所述第二IGBT管、所述第五IGBT管、所述第八IGBT管与所述第十一IGBT管依次串联成第二IGBT回路;所述第二电感的一端与所述升压隔离变压器的B相端相连,所述第二电感的另一端连接于所述第五IGBT管与所述第八IGBT管之间;所述第二IGBT回路与所述第一直流稳压电容回路相并联,且设置所述第一直流稳压电容的正极与所述第二IGBT管中的二极管负极相连,所述第二直流稳压电容的负极与所述第十一IGBT管中的二极管正极相连;所述第二二极管与所述第五二极管串联成第二二极管回路,所述第二二极管的负极连接在所述第二IGBT管和所述第五IGBT管之间,所述第五二极管的正极连接在所述第八IGBT管和所述第十一IGBT管之间;

所述第三IGBT管、所述第六IGBT管、所述第九IGBT管与所述第十二IGBT管依次串联成第三IGBT回路;所述第三电感的一端与所述升压隔离变压器的C相端相连,所述第三电感的另一端连接于所述第六IGBT管与所述第九IGBT管之间;所述第三IGBT回路与所述第一直流稳压电容回路相并联,且设置所述第一直流稳压电容的正极与所述第三IGBT管中的二极管负极相连,所述第二直流稳压电容的负极与所述第十二IGBT管中的二极管正极相连;所述第三二极管与所述第六二极管串联成第三二极管回路,所述第三二极管的负极连接在所述第三IGBT管和所述第六IGBT管之间,所述第六二极管的正极连接在所述第九IGBT管和所述第十二IGBT管之间;

所述第一二极管和所述第四二极管之间、所述第二二极管和所述第五二极管之间、所述第三二极管和所述第六二极管之间均连接在所述第一直流稳压电容和所述第二直流稳压电容之间相连的同一点上。

4.如权利要求1所述的配网设备交直流耐压装置,其特征在于,所述交直流逆变器器包括单相三电平电压源型PWM逆变器和第二驱动单元;其中,

所述第二驱动单元的一端与所述主控单元的第四端相连,另一端与所述单相三电平电压源型PWM逆变器的第一端相连,用于根据所接收到所述主控单元输出的当前逆变指令,控制所述单相三电平电压源型PWM逆变器逆变交流电的大小;

所述单相三电平电压源型PWM逆变器的第二端与所述开关切换器的第三端相连,第三端用于实现工频交流测试或倍频交流测试的交流电输出,用于直流电向交流电逆变,在所述第二驱动单元接收到所述第一逆变指令时形成对应工频交流耐压测试所需的交流电,或在所述第二驱动单元接收到所述第二逆变指令时形成对应倍频交流耐压测试所需的交流电。

5.如权利要求4所述的配网设备交直流耐压装置,其特征在于,所述单相三电平电压源型PWM逆变器包括第四电感、第五电感、第十三IGBT管、第十四IGBT管、第十五IGBT管、第十六IGBT管、第十七IGBT管、第十八IGBT管、第十九IGBT管、第二十IGBT管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第三直流稳压电容及第四直流稳压电容;其中,

所述第十三IGBT管、所述第十四IGBT管、所述第十五IGBT管、所述第十六IGBT管、所述第十七IGBT管、所述第十八IGBT管、所述第十九IGBT管及所述第二十IGBT管均由一开关晶体管与一二极管反向相并联形成;

所述第三直流稳压电容与所述第四直流稳压电容串联成第二直流稳压电容回路,且所述第二直流稳压电容回路的两端与所述第二驱动单元相连;

所述第十三IGBT管、所述第十五IGBT管、所述第十七IGBT管与所述第十九IGBT管依次串联成第四IGBT回路;所述第四电感的一端用于输出逆变后产生的工频或倍频交流电的U相端,所述第四电感的另一端连接于所述第十五IGBT管与所述第十七IGBT管之间;所述第四IGBT回路与所述第二直流稳压电容回路相并联,且设置所述第三直流稳压电容的正极与所述第十三IGBT管中的二极管负极相连,所述第四直流稳压电容的负极与所述第十九IGBT管中的二极管正极相连;所述第七二极管与所述第九二极管串联成第四二极管回路,所述第七二极管的负极连接在所述第十三IGBT管和所述第十五IGBT管之间,所述第九二极管的正极连接在所述第十七IGBT管和所述第十九IGBT管之间;

所述第十四IGBT管、所述第十六IGBT管、所述第十八IGBT管与所述第二十IGBT管依次串联成第五IGBT回路;所述第五电感的一端用于输出逆变后产生的工频或倍频交流电的V相端,所述第五电感的另一端连接于所述第十六IGBT管与所述第十八IGBT管之间;所述第五IGBT回路与所述第二直流稳压电容回路相并联,且设置所述第三直流稳压电容的正极与所述第十四IGBT管中的二极管负极相连,所述第四直流稳压电容的负极与所述第二十IGBT管中的二极管正极相连;所述第八二极管与所述第十二极管串联成第五二极管回路,所述第八二极管的负极连接在所述第十四IGBT管和所述第十六IGBT管之间,所述第十二极管的正极连接在所述第十八IGBT管和所述第二十IGBT管之间;

所述第七二极管和所述第九二极管之间、所述第八二极管和所述第十二极管之间均连接在所述第三直流稳压电容和所述第四直流稳压电容之间相连的同一点上。

6.如权利要求1至5中任一项所述的配网设备交直流耐压装置,其特征在于,所述配网设备交直流耐压装置还包括直流电压传感器、交流电压传感器和信号处理单元;其中,

所述直流电压传感器的一端与所述开关切换器的第四端相连,另一端与所述信号处理单元的第一端相连,用于感应直接输出的直流电大小;

所述交流电压传感器的一端与所述交直流逆变器的第三端相连,另一端与所述信号处理单元的第二端相连,用于感应所述交直流逆变器逆变后输出的工频或倍频交流电大小;

所述信号处理单元的第三端与所述主控单元的第五端相连,用于将直流电或交流电转换成相应的数字信号并送入所述主控单元进行分析及处理。

7.如权利要求6所述的配网设备交直流耐压装置,其特征在于,所述开关切换器由两个独立的继电器形成;其中,一个继电器用于导通或关断所述直流电压发生器直接输出的直流电,另一个继电器用于导通或关断所述直流电压发生器输出的直流电进入所述交直流逆变器中逆变成相应的工频或倍频交流电。

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