专利名称：高压变频移相或整流变压器负载模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高压变频移相或整流变压器负载模拟装置，适用于半 导体电力变流器中变压器的模拟负载。是一种高功率因数、接近变压器实 际运行工况的负载模拟装置。广泛适用于高压变频干式移相或整流变压器 及各类阀侧有两个或多个移相角度的整流变压器。
背景技术：
目前整流变压器的负载损耗测量，均是按照《电力变流变压器》的国 家标准JB/T8636-1997,分别短路一组三相线圈，其它组开路，分别测得 Pl、 P2、 P3……Pn，然后按照公式计算得出；而短路阻抗则是将阔侧绕组 全部短路测得。由于阀侧各低压绕组移相角度不一样，有的还设置成延边 三角星接法，因此各个低压绕组的匝数不尽一致，直接短路时将导致网侧 对阀侧各低压的阻抗出现偏差，电流分布不均，最终无法准确测量其负载 损耗和短路阻抗。特别是高压变频用移相干式变压器，移相角度有4~10组， 按三相计算则有12~30个低压线圈Z那么负载最多需要短接30次，试验工 作烦琐，测量结果误差大，不能够指导设计改进。
不过，部分厂家采用了一些新的方法改进试验，譬如在阀侧各低压相 间串入可调电抗器，或者用盐水作负载调节各个低压的短路电流，使得各 个低压绕组的短路电流一致。采用以上方法电抗器调节时，功率因数低， 对电源要求高(需要大功率电源或在网测补偿电容)，而且所需要的电抗器 数目繁多，难以调节，给试验研究带来不便。如用盐水调节，更加难于调 节，且稳定性差。同样地，采用大功率电阻调节各低压绕组负载电流时， 电阻数目繁多，体积庞大，还需要添置散热装置。所以在负载损耗无法准 确测量的前提下，难以考核变压器的温升，厂家只能通过设计计算和现场 运行取得经验，从而成为高压变频f相变压器、整流变压器(以下简称变 压器)优化改进的一大瓶颈。
发明内容
本发明的目的，首先是为了克服在阀侧低压相间串入可调电抗器法存 在需要电抗器数目繁多、难以调节的缺点，其次是为了克服盐水调节法存 在难于调节、稳定性差的缺点，提供一种具有高功率因数、高效的高压变 频移相或整流变压器负载模拟装置。本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到.-高压变频移相或整流变压器负载模拟装置， 其结构特点是由若干个
全波整流电路和可调式高阻抗负载模块连接而成；所述全波整流电路预留
交流输入端；
1) 全部全波整流电路的直流输出端"+ "、"一"极串联后与可调式高 阻抗负载模块并联，所述可调式高阻抗负载模块由单个可调式高阻抗负载 或由i个可调式高阻抗负载串联或并联构成；
2) 或者每个全波整流电路的直流输出端"+ "、"一"极连接一个可调 式高阻抗负载模块LBi; i=l， 2， 3，……n;
3) n=3， 4， 5， 6， 7， 8， 9, 10或者10以上的自然数。
本发明利用半导体电力变流器+变压器阀侧低压绕组阻抗低的原理， 采用高阻抗负载模块LB及全波整流桥，将各阀侧绕组输出的交流源经整流 后串接而成。 一种结构形式是将所述变压器TRAN的阀侧低压绕组各并联 一个全波整流桥，经整流后，将各全波整流桥的"+ "、"-"极串联，输出 至负载模块LB。通过调节负载模块LB和网侧电源，即可达到变压器额定 电流或所需其它电流。
本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到
本发明的 一 种改进方案是所述全波整流电路可以由二极管全波桥式整流 电路或者由晶闸管或1GBT等电力电子可控开关器件组成的全波全控整流桥或者由 二极管和晶闸管、IGBT等电力电子可控开关器件组成的全波半控整流桥构成。
本发明的一种改进方案是所述可调式高阻抗负载模块可以由可调式
阻性负载R、阻性一感性负载RL或者由滤波电路、IGBT逆变电路与可调 式阻性负载R或阻性一感性负载RL构成。
本发明具有如下有益效果
由于本发明是利用半导体电力变流器中变压器阀侧低压绕组阻抗低的 原理，采用高阻抗负载模块LB及全波整流桥，，各阀侧绕组输出的交流源 经整流后连接而成，这样加入整流电路再带以适当的负载，可在阀侧产生 标准允许范围内的少量谐波，无需添置滤波电路，能真实模拟工况；具有 电路结构简单的特点，因此，既克服在阀侧低压相间串入可调电抗器法存 在需要电抗器数目繁多、难以调节的缺点，又能克服盐水调节法存在难于
4调节、稳定性差的缺点。本发明全桥整流电路，可以由整流二极管连接而 成，还可以采用大功率模块的形式，加以并联的方法，可为大容量变压器 准确实施负载试验，甚至温升试验。
图1是本发明具体实施例1的电气原理图。 图2是本发明具体实施例2的电气原理图。 图3是图1 、图2中变压器的等效原理图。
具体实施例方式
具体实施例1:
参照图1， TRAN为移相或整流变压器；LW1为低压绕组1; LB1、 LB2 及LBn分别表示负载模块1、 2及n;由LW1和LB1以及六个整流二极管
即组成第一组整流电路。n组整流电路互相独立'。
本实施例由n个全波整流电路和n个可调式高阻抗负载模块连接而成； 所述全波整流电路的交流输入端连接移相或整流变压器TRAN的次级绕 组；每个全波整流电路的直流输出端"+"、"一"极连接一个可调式高阻抗 负载模块LBi; i-l， 2, 3，……n。'本实施例中，n=3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10或者10以上的自然数。
本实施例中所述可调式高阻抗负载模块可以由可调式阻性负载R、 阻性一感性负载RL或者由滤波电路、IGBT逆变电路与可调式阻性负载R 或阻性一感性负载RL构成。
具体实施例2:
参照图2，本实施例的特点是全部全波整流电路的直流输出端"+"、 "一"极串联后与可调式高阻抗负载模块并联，所述可调式高阻抗负载模 块由单个可调式高阻抗负载或由n个可调式高阻抗负载串联或并联构成； 即n组整流电路通过六脉动直流串接，并接入一公共负载模块LB。本实施 例中，n-3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10或者10以上的自然数。
本实施例中所述可调式高阻抗负载模块可以由可调式阻性负载R、 阻性一感性负载RL或者由滤波电路、IGBT逆变电路与可调式阻性负载R 或阻性一感性负载RL构成。下面结合附图详细描述本发明的工作原理
如图1所示，本实施例采用三相全桥二极管不控整流电路，变压器 TRAN阀侧的每个低压绕组经一全桥整流，在直流输出端接入一负载模块 (主要为阻性元件)。二极管不控整流犹如可控硅整流的全导通状态，可以 将三相全桥二极管不控整流看作三个单相桥式不控整流，显然，电阻负载 单相桥式不控整流回路的电流是连续的，从电源侧看几乎接近电源波形(接 入负载或低压绕组内阻较大时，二极管正、反向导通整流会使波形发生畸 变，畸变的程度跟负载有关)，如果去掉负载，那么回路的电流波形即等同 电源波形。所以三相全桥二极管不控整流回路对于每一相(a或b或c)的 电流是连续的，即接近电源波形通常为正弦波，'因此这个回路适用变压器 的回路分析。
如图3所示，在低压绕组及负载的回路里，低压绕组内阻无穷小于负 载模块阻抗，即Z2<<Zub，忽略Z2和激磁阻抗Zm，那么根据基尔霍夫电 压回路方程有I2=E2/ (Zm+Z2+ ZLB) =E2/ ZLB，所以，各低压都接同样 的负载模块，如图1， ZLB1 =ZLB2= ZLB3=…Zu^时，均输出同样大小的电 流I2。为了简化接线，可将各个低压绕组经整流后串接，只经一个负载模 块短接形成回路，如图2，各低压绕组的负载短路电流Ial=Ia2=Ia3 = '"Ian (以单相a相为例)，达到了各低压绕组平均分配负载一平均出力的目的。
权利要求
1、高压变频移相或整流变压器负载模拟装置，其特征是由若干个全波整流电路和可调式高阻抗负载模块连接而成；所述全波整流电路预留交流输入端；1)全部全波整流电路的直流输出端“+”、“—”极串联后与可调式高阻抗负载模块并联，所述可调式高阻抗负载模块由单个可调式高阻抗负载或由n个可调式高阻抗负载串联或并联构成；2)或者每个全波整流电路的直流输出端“+”、“—”极连接一个可调式高阻抗负载模块LBi；i＝1，2，3，……n；3)n＝3，4，5，6，7，8，9，10或者10以上的自然数。
2、 根据权利要求1所述的高压变频移相或整流变压器负载模拟装置， 其特征是所述全波整流电路由二极管全波桥式整流电路构成，或者由晶 闸管或IGBT等电力电子可控开关器件组成的全波全控整流桥构成，或者 由二极管和晶闸管、IGBT等电力电子可控开关器件组成的全波半控整流 桥构成。
3、 根据权利要求1所述的高压变频移相或整流变压器负载模拟装置， 其特征是所述可调式高阻抗负载模块由可调式阻性负载R构成，或者由 阻性一感性负载RL构成，或者由滤波电路、IGBT逆变电路与可调式阻性 负载R或阻性一感性负载RL构成。
全文摘要
本发明涉及高压变频移相或整流变压器负载模拟装置，其结构特点是由若干个全波整流电路和可调式高阻抗负载模块连接而成；所述全波整流电路预留交流输入端；1)全部全波整流电路的直流输出端“+”、“-”极串联后与可调式高阻抗负载模块并联，所述可调式高阻抗负载模块由单个可调式高阻抗负载或由i个可调式高阻抗负载串联或并联构成；2)或者每个全波整流电路的直流输出端“+”、“-”极连接一个可调式高阻抗负载模块LB i；i＝1，2，3，……n；3)n＝3，4，5，6，7，8，9，10或者10以上的自然数。本发明可为大容量变压器准确实施负载试验，甚至温升试验。
文档编号H02M3/04GK101441241SQ20081021989
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者杨忠民, 王卫宏, 义 高, 龙清华 申请人:广州智光电气股份有限公司