本發(fā)明涉及互感器校驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種gis電壓互感器校驗(yàn)電源。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)占主導(dǎo)地位的ais(airinsulatedswitchgear,空氣絕緣配電裝置)已逐漸呈現(xiàn)出被gis(gasinsulatedswitchgear，氣體絕緣全封閉組合電器)所取代的趨勢(shì)。由于gis內(nèi)電壓互感器是電能計(jì)量重要組成部分，它的準(zhǔn)確性對(duì)于發(fā)供電企業(yè)的貿(mào)易結(jié)算起到重要作用，因此需要對(duì)其進(jìn)行定期的誤差校驗(yàn)，而發(fā)電廠和變電站現(xiàn)場(chǎng)使用的電力互感器多數(shù)都屬于高電壓、大電流的安裝式互感器，因此必須在現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，以防止重大事故的發(fā)生。

對(duì)gis內(nèi)電壓互感器校驗(yàn)時(shí)，不能完全把電壓互感器獨(dú)立出來，需要帶上一定間隔數(shù)和一定長(zhǎng)度的母線，具有一定的對(duì)地電容，升壓時(shí)就存在容性電流，由于gis氣室管道尺寸規(guī)格不同、長(zhǎng)度不一以及接線布置方式不盡統(tǒng)一，造成了gis管道電容量的不確定性，因此目前電壓互感器校驗(yàn)電源主要采用調(diào)壓器加投切電抗器無功補(bǔ)償?shù)姆桨福捎诠艿离娙萘坎淮_定，無功補(bǔ)償時(shí)需反復(fù)調(diào)整電抗器投切數(shù)。由于高壓可調(diào)電抗器設(shè)計(jì)困難，目前在實(shí)際產(chǎn)品中往往采取在升壓變壓器中設(shè)計(jì)一個(gè)中低壓補(bǔ)償繞組，這個(gè)補(bǔ)償繞組接上低壓可調(diào)電抗器進(jìn)行補(bǔ)償，吸收大量容性無功的電容存在于一次回路，在升壓變的二次側(cè)只能補(bǔ)償調(diào)壓器的容量，升壓變的容量還是得和一次需要的容量一樣。

然而，現(xiàn)有的gis電壓互感器校驗(yàn)電源體積和重量都較大，無功補(bǔ)償時(shí)電抗器的容量大、電磁應(yīng)力大、震動(dòng)噪聲大，且機(jī)械投切開關(guān)壽命短，大大降低了電壓互感器現(xiàn)場(chǎng)誤差試驗(yàn)工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，公開了如下技術(shù)方案：

一種gis電壓互感器校驗(yàn)電源，包括依次串聯(lián)的變壓器單元、二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述變壓器單元包括多個(gè)二次側(cè)繞阻，所述二極管不控整流單元包括多個(gè)功率模塊，所述dc/ac變換器單元包括多個(gè)逆變器；所述直流母線電容器單元包括多個(gè)電解電容模塊；每個(gè)所述二次側(cè)繞阻與一個(gè)功率模塊串聯(lián)，每個(gè)所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個(gè)所述逆變器的輸出端依次串聯(lián)，所述二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個(gè)數(shù)均相等。

可選地，多個(gè)所述功率模塊依次串聯(lián)。

可選地，每個(gè)所述功率模塊包括一個(gè)二極管，所述二極管為功率二極管。

可選地，所述二極管不控整流單元還包括用于強(qiáng)制風(fēng)冷的散熱器。

可選地，多個(gè)所述電解電容模塊相互獨(dú)立。

可選地，所述電解電容模塊包括兩個(gè)串聯(lián)的電解電容。

可選地，所述dc/ac變換器單元采用兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

可選地，所述dc/ac變換器單元采用多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源，包括依次串聯(lián)的變壓器單元、二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述變壓器單元包括多個(gè)二次側(cè)繞阻，所述二極管不控整流單元包括多個(gè)功率模塊，所述dc/ac變換器單元包括多個(gè)逆變器；所述直流母線電容器單元包括多個(gè)電解電容模塊；每個(gè)所述二次側(cè)繞阻與一個(gè)功率模塊串聯(lián)，每個(gè)所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個(gè)所述逆變器的輸出端依次串聯(lián)，所述二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個(gè)數(shù)均相等。本發(fā)明實(shí)施例省去了無功補(bǔ)償環(huán)節(jié)，配合升壓變壓器，不僅能夠生成理想的電壓波形，還能模擬實(shí)際工況中的幅值波動(dòng)、頻率波動(dòng)、諧波，減小校驗(yàn)電源的體積和重量，提高現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)?zāi)芰凸ぷ餍剩档统杀?，在gis電壓互感器校驗(yàn)電源領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種gis電壓互感器校驗(yàn)電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種單相多電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種單相兩電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種gis電壓互感器校驗(yàn)電源的控制結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參見圖1，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種gis電壓互感器校驗(yàn)電源的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源包括，變壓器單元1、二極管不控整流單元2、直流母線電容器單元3以及dc/ac變換器單元4。

變壓器單元1、二極管不控整流單元2、直流母線電容器單元3以及dc/ac變換器單元4依次串聯(lián)。

其中，變壓器單元1采用一臺(tái)三相升壓隔離變壓器，包含一個(gè)一次繞組和多個(gè)二次繞組，對(duì)輸入的380v三相電壓進(jìn)行升壓并起電氣隔離作用，僅提供本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源的有功功率，將電能傳送給二極管不控整流單元2。

二極管不控整流單元2包含多組功率模塊，各功率模塊將變壓器單元1輸出的交流電壓整流成直流電壓，二極管不控整流單元2也僅提供本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源的有功功率，將電能傳送給直流母線電容器單元3。

直流母線電容器單元3包含多組電解電容模塊，實(shí)現(xiàn)直流母線電壓的支撐，電解電容模塊為dc/ac變換器單元4提供較高的正電壓、負(fù)電壓和零電壓，將電能傳送給dc/ac變換器單元4。

為了盡可能提高校驗(yàn)電源的電壓等級(jí)和容量等級(jí)，降低輸出電壓的總諧波畸變率，提高效率和可靠性，降低成本，dc/ac變換器單元4采用單相多電平逆變器級(jí)聯(lián)技術(shù)。dc/ac變換器單元4包含多組單相多電平逆變器，每組逆變器編號(hào)分別為#1，#2，…，#n，采用電壓電流雙閉環(huán)控制、前饋控制以及直流母線不平衡控制，輸出側(cè)依次串聯(lián)，省去了無功補(bǔ)償環(huán)節(jié)，配合升壓變壓器，本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源不僅能夠生成理想的電壓波形，還能模擬實(shí)際工況中的幅值波動(dòng)、頻率波動(dòng)、諧波。

二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個(gè)數(shù)均相等，每個(gè)二次側(cè)繞阻與一個(gè)功率模塊串聯(lián)，每個(gè)功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個(gè)逆變器的輸出端依次串聯(lián)。

具體的，二極管不控整流單元2中的多個(gè)功率模塊依次串聯(lián)，每個(gè)功率模塊包括一個(gè)功率二極管，在運(yùn)行工程中功率二極管會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此自然冷卻難以滿足運(yùn)行時(shí)得要求，因此需要對(duì)功率二極管進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，為了滿足對(duì)功率二極管進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，在設(shè)計(jì)時(shí)可以將多個(gè)功率模塊中的功率二極管固定在柜子中，并在柜子內(nèi)設(shè)置散熱器，從而對(duì)功率二極管進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，需要說明的是，二極管的固定空間不易密封，防止用于密封而導(dǎo)致散熱情況下降影響本發(fā)明的運(yùn)行。

直流母線電容器單元3中的多個(gè)電解電容模塊相互獨(dú)立，每個(gè)電解電容模塊包括兩個(gè)串聯(lián)的電解電容。由于本發(fā)明實(shí)施例在運(yùn)行時(shí)電壓比較高，單個(gè)電容的耐壓難以承受，因此需要串聯(lián)兩個(gè)電解電容才能用于較高的電壓

參見圖2，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種單相多電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源中的dc/ac變換器單元4采用多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，需要說明的是本發(fā)明實(shí)施例中提及的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括三電平及三電平以上多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在此，本發(fā)明實(shí)施例僅給出了一種采用單相二極管鉗位三電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖3，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種單相兩電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源中的dc/ac變換器單元4也可采用兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

參見圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種gis電壓互感器校驗(yàn)電源的控制結(jié)構(gòu)示意圖，針對(duì)本發(fā)明實(shí)施例，圖4給出一個(gè)具體的實(shí)施例的控制結(jié)構(gòu)示意圖。

校驗(yàn)電源裝置的主要參數(shù)：額定功率1.5mva，額定有功功率100kw，額定無功功率1.497mvar；輸入電壓380v，輸出電壓10kv；dc/ac變換器單元4由12組單相二極管鉗位三電平逆變器串聯(lián)組成，每臺(tái)逆變器輸出電壓833v，額定輸出電流150a；直流母線電壓3kv；變壓器額定容量120kva。

各臺(tái)單相二極管鉗位三電平逆變器的控制策略為：輸出電壓的指令值與反饋值vo相比較，誤差信號(hào)δvo經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)器得到輸出電流的增量δio，與輸出電流io相加得到電感電流的指令值il^*；電感電流指令值il^*與反饋值il相比較，誤差信號(hào)δil經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器得到調(diào)制波分量um1，為了減小電壓、電流調(diào)節(jié)器負(fù)擔(dān)，加入前饋控制，輸出電壓的反饋值vo經(jīng)前饋控制器得到調(diào)制波分量um2，兩個(gè)調(diào)制波分量相加即可得到調(diào)制波信號(hào)um；為了實(shí)現(xiàn)直流母線電壓中點(diǎn)平衡，加入不平衡調(diào)節(jié)器，vp和vn相比較，誤差信號(hào)δvdc經(jīng)過不平衡調(diào)節(jié)器得到偏移量信號(hào)umo；調(diào)制波信號(hào)um與偏移量信號(hào)umo經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制，得到驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，為了減小輸出電壓的總諧波畸變率，采用載波移相；脈沖信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，控制單相二極管鉗位三電平逆變器中的功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的開通和關(guān)斷。

本發(fā)明實(shí)施例提供的gis電壓互感器校驗(yàn)電源，包括依次串聯(lián)的變壓器單元、二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述變壓器單元包括多個(gè)二次側(cè)繞阻，所述二極管不控整流單元包括多個(gè)功率模塊，所述dc/ac變換器單元包括多個(gè)逆變器；所述直流母線電容器單元包括多個(gè)電解電容模塊；每個(gè)所述二次側(cè)繞阻與一個(gè)功率模塊串聯(lián)，每個(gè)所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個(gè)所述逆變器的輸出端依次串聯(lián)，所述二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個(gè)數(shù)均相等。本發(fā)明實(shí)施例省去了無功補(bǔ)償環(huán)節(jié)，配合升壓變壓器，不僅能夠生成理想的電壓波形，還能模擬實(shí)際工況中的幅值波動(dòng)、頻率波動(dòng)、諧波，可以減小校驗(yàn)電源的體積和重量，提高現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)?zāi)芰凸ぷ餍剩档统杀?，在gis電壓互感器校驗(yàn)電源領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。