本實(shí)用新型涉及一種變流器測(cè)試裝置，一種直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

在風(fēng)電變流器行業(yè)， 國(guó)外ABB公司的產(chǎn)品基本能代表行業(yè)的最高技術(shù)水平， 產(chǎn)品系列比較齊全。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)變流器技術(shù)也在不斷地發(fā)展，在國(guó)內(nèi)風(fēng)電變流器廠家中，許多擁有雄厚研發(fā)技術(shù)的公司都取得了不錯(cuò)的成果，像合肥陽(yáng)光、金風(fēng)科技、九州電氣、禾望電氣、中車株洲電力機(jī)車研究所等。為了滿足風(fēng)電變流器現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)的要求，需要根據(jù)變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工況，搭建測(cè)試平臺(tái)以檢測(cè)風(fēng)電變流器的各種性能指標(biāo)。

現(xiàn)有全功率變流器試驗(yàn)系統(tǒng)方案的缺點(diǎn)是需要兩臺(tái)電機(jī)，一臺(tái)是同步發(fā)電機(jī)，一臺(tái)是原動(dòng)機(jī)，原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)間需要聯(lián)軸器。因此組建一個(gè)這樣的地面試驗(yàn)臺(tái)，需要的設(shè)備多，占地空間大，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性低，設(shè)備投資成本大，因?yàn)槎嗔艘粋€(gè)原動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗和原動(dòng)機(jī)變流器的損耗，系統(tǒng)雖是能量回饋系統(tǒng)，但能耗還是不小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種成本低、運(yùn)行可靠、能耗低的直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測(cè)試裝置。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測(cè)試裝置，包括高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元、隔離降壓變壓器、第一測(cè)控及配電單元、環(huán)形功率回饋單元和測(cè)試單元，環(huán)形功率回饋單元包括三繞組變壓器、第二測(cè)控及配電單元、機(jī)側(cè)濾波單元、第三測(cè)控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、變流器，高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元的輸入端與電網(wǎng)相連，高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元的輸出端依次經(jīng)隔離降壓變壓器、第一測(cè)控及配電單元后與三繞組變壓器的一次側(cè)繞組相連，三繞組變壓器的二次側(cè)包括第一繞組和第二繞組，第一繞組經(jīng)第二測(cè)控及配電單元、機(jī)側(cè)濾波單元與變流器機(jī)側(cè)相連，第二繞組經(jīng)第三測(cè)控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元與變流器網(wǎng)側(cè)相連，所述測(cè)試單元分別與高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元、第一測(cè)控及配電單元、三繞組變壓器，第二測(cè)控及配電單元、第三測(cè)控及配電單元相連。

上述直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測(cè)試裝置還包括無(wú)功補(bǔ)償裝置，無(wú)功補(bǔ)償裝置的輸入端與測(cè)試單元相連，無(wú)功補(bǔ)償裝置的輸出端與變流器網(wǎng)側(cè)相連。

上述直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測(cè)試裝置，所述測(cè)試單元包括PLC、通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機(jī)，所述PLC分別與高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元、第一測(cè)控及配電單元、三繞組變壓器，第二測(cè)控及配電單元、第三測(cè)控及配電單元相連，通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機(jī)分別與PLC相連。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型設(shè)有環(huán)形功率回饋單元，其中三繞組變壓器二次側(cè)的第一繞組替代陪試變流器拖動(dòng)電機(jī)，第二繞組用來(lái)模擬發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程的試驗(yàn)系統(tǒng)，由于不用陪試變流器來(lái)拖動(dòng)機(jī)組，可大大簡(jiǎn)化設(shè)備組成，不需要原動(dòng)機(jī)和原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)變流器，系統(tǒng)損耗較小，另外還省去了聯(lián)軸器，設(shè)備投資只占通常方案的一半。同時(shí)，測(cè)試裝置的占地空間較小，維護(hù)費(fèi)用進(jìn)一步減少，系統(tǒng)試驗(yàn)運(yùn)行可靠性大為提高，而系統(tǒng)能耗則大為減少。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為圖1中測(cè)試單元的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型包括高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元、隔離降壓變壓器、第一測(cè)控及配電單元、環(huán)形功率回饋單元、無(wú)功補(bǔ)償裝置和測(cè)試單元，環(huán)形功率回饋單元包括三繞組變壓器、第二測(cè)控及配電單元、機(jī)側(cè)濾波單元、第三測(cè)控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、變流器1，高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元的輸入端與電網(wǎng)相連，高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元的輸出端依次經(jīng)隔離降壓變壓器、第一測(cè)控及配電單元后與三繞組變壓器的一次側(cè)繞組相連，三繞組變壓器的二次側(cè)包括第一繞組和第二繞組，第一繞組經(jīng)第二測(cè)控及配電單元、機(jī)側(cè)濾波單元與變流器1機(jī)側(cè)相連，第二繞組經(jīng)第三測(cè)控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元與變流器1網(wǎng)側(cè)相連，所述測(cè)試單元分別與高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元、第一測(cè)控及配電單元、三繞組變壓器，第二測(cè)控及配電單元、第三測(cè)控及配電單元相連，無(wú)功補(bǔ)償裝置的輸入端與測(cè)試單元相連，無(wú)功補(bǔ)償裝置的輸出端與變流器1網(wǎng)側(cè)相連。

環(huán)形功率回饋單元的原理：即變流器1在做通電試驗(yàn)時(shí)，功率電流可以在這個(gè)環(huán)內(nèi)流動(dòng)，功率電流沿三繞組變壓器→第二測(cè)控及配電單元→機(jī)側(cè)濾波單元→變流器1→網(wǎng)側(cè)濾波單元→第三測(cè)控及配電單元→三繞組變壓器循環(huán)，達(dá)到節(jié)能的目的。

如圖2所示，所述測(cè)試單元包括PLC、通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機(jī)，所述PLC分別與高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元、第一測(cè)控及配電單元、三繞組變壓器，第二測(cè)控及配電單元、第三測(cè)控及配電單元相連，通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機(jī)分別與PLC相連。

系統(tǒng)中測(cè)控及配電單元起到電能分配及測(cè)量與顯示電量的作用；隔離降壓變壓器T1主要起把輸入的高壓降壓到試驗(yàn)所需要的低壓，本試驗(yàn)為10KV/690V的變壓器；試驗(yàn)用三繞組變壓器T2的二次側(cè)繞組中，機(jī)側(cè)一對(duì)繞組（第一繞組）模擬風(fēng)電系統(tǒng)中機(jī)側(cè)的輸入電源，網(wǎng)側(cè)一對(duì)繞組（第二繞組）模擬風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)電源；機(jī)側(cè)濾波單元和網(wǎng)側(cè)濾波單元主要是濾波和環(huán)流系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，降低故障對(duì)變壓器、變流器等試驗(yàn)主設(shè)備的沖擊；測(cè)控及配電單元中的動(dòng)作信號(hào)可以通過(guò)測(cè)試臺(tái)上的PLC及通訊單元、按鍵單元、上位機(jī)操控界面來(lái)進(jìn)行運(yùn)程控制，測(cè)試臺(tái)既可以向各測(cè)控及配電單元發(fā)送信號(hào)，也可以把各測(cè)控及配電單元中的信號(hào)采集上來(lái)；試驗(yàn)用三繞組變壓器中電壓的輸出調(diào)節(jié)也可通過(guò)PLC遠(yuǎn)程控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程全自動(dòng)化。在變流器低電壓穿越試驗(yàn)時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償裝置可以通過(guò)與變流器自身網(wǎng)側(cè)繞組的功率控制方式時(shí)輸出的功率分配來(lái)實(shí)現(xiàn)。

試驗(yàn)時(shí)，先檢查試驗(yàn)線路是否接好，線路接好后，給測(cè)試單元通入電源，啟動(dòng)PLC及上位機(jī)，通過(guò)按鍵單元或者上位機(jī)操控界面啟動(dòng)高壓開(kāi)關(guān)及測(cè)量單元中的斷路器等需要合閘的器件，電源接通到隔離降壓變壓器T1，遠(yuǎn)程控制第一測(cè)控及配電單元中的開(kāi)關(guān)器件合閘啟動(dòng)，把電網(wǎng)電源接入到環(huán)形功率回饋單元。此時(shí)，根據(jù)變流器1的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要啟動(dòng)上位機(jī)對(duì)應(yīng)的操作界面，控制環(huán)形功率回饋單元中的各設(shè)備組合運(yùn)行。完成變流器1的試驗(yàn)。

通過(guò)整機(jī)效率測(cè)試、電能質(zhì)量測(cè)試、電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)測(cè)試、溫升測(cè)試、過(guò)載能力測(cè)試、加載測(cè)試、穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間測(cè)試等一系列試驗(yàn)來(lái)判斷變流器的性能。由于三繞組變壓器T2為低壓變壓器，原邊電壓為690V，機(jī)側(cè)繞組與網(wǎng)側(cè)繞組都采用帶滑動(dòng)觸頭的出線方式，滑動(dòng)觸頭可以通過(guò)PLC控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)副邊各自電壓的變化，變化范圍為0-690V。因此可以通過(guò)試驗(yàn)用三繞組變壓器來(lái)調(diào)節(jié)變流器1機(jī)側(cè)輸入電源，調(diào)節(jié)全功率風(fēng)電變流器的機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)的控制方式，調(diào)整三繞組變壓器網(wǎng)側(cè)的電壓，使變流器達(dá)到滿載狀態(tài)來(lái)輸出功率，觀察各個(gè)節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)電壓、直流電壓、輸出功率、頻率、電流、電壓等參數(shù)的曲線是否正常。試驗(yàn)過(guò)程中變流器的冷卻系統(tǒng)要正常工作，監(jiān)視采集的變流器溫度是否在正常范圍，通過(guò)測(cè)試話筒的測(cè)量值來(lái)檢測(cè)變流器的電磁噪聲是否在正常的范圍內(nèi)，通過(guò)電能質(zhì)量分析儀、電流互感器、電壓互感器、示波器等設(shè)備以及上位機(jī)采集的數(shù)據(jù)來(lái)記錄分析變流器的各種電參數(shù)，比如端電壓、電流、頻率等。通過(guò)這些試驗(yàn)可以判斷變流器的特性以及各種參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。