CN105259451B - 变流器电流保护值、保护时间的测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变流器电流保护值、保护时间的测试系统，该系统包括：负载、监控后台、电源单元；其中，变流器的交流输出端和负载相连，电源单元和变流器直流输入端连接，监控后台连接到变流器中的控制单元。本发明提出的测试系统，准确性高、操作简单，并且可以避免因为电流值过大造成对变流器的损坏，而且在一定程度上提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及变流器电流保护值、保护时间的测试系统，属于电力电子检测的技术领域。
背景技术
随着大功率电力电子产品在发电、输电、配电等领域得到快速发展，很多该领域的产品也应运而生，特别是新能源发电产品，如风力发电变流器、光伏逆变器、无功发生器等产品。因此，产品的安全可靠性，显得尤其重要。其中，过流问题是安全可靠性指标最为关键问题。影响电力电子器件的过流问题，会经常导致器件无法工作，甚至损坏。一般对于产品要求在达到一定保护值时，装置可以快速闭锁，才能够保证器件的安全，一般时间要求基本上是几十个微秒的数量级。
因此，为了保障变流器现场运行的可靠性，在出厂前需要做如下两个方面的测试：1)保护值的准确性：如果变流器保护值过小，变流器会经常误跳闸，影响产品的稳定性；如果保护值偏大，在达到保护值时未保护，容易损坏器件。因此，保护的准确性，显得格外重要。2)保护时间的准确性：变流器的保护时间，主要测试在技术要求的时间范围内，是否能够保护，一般采样回路会经过滤波、软件处理等影响，都会延迟保护时间。因此，在出厂前需要再次进行验证，保证产品现场运行安全。
现有的过流保护测试方法，一种是在二次直接给定电流，测试二次电流保护值，再次换算为一次电流值；还有一种方式是在一次霍尔，通过缠绕的方式，进行电流保护的测试方法。现有技术的模式弊端在于：1)测试时要经常拆除屏内接线，甚至有时要拆除铜排，对产品质量存在风险，同时，测试回路也不够全面。2)测量耗时，如果测试保护时间，每次要使用示波器，更换探头等，不利于产品的批量生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了变流器电流保护值、保护时间的测试系统，解决了变流器的保护测试过程繁琐的问题。
本发明是通过如下方案予以实现的：
变流器电流保护值、保护时间的测试系统:
该系统包括：负载、监控后台和电源单元；其中，负载用于连接变流器的交流输出端，电源单元用于连接变流器的直流输入端，监控后台用于通讯连接变流器中的控制单元。
进一步的，所述的负载为三相功率电阻器。
进一步的，所述的电源单元由可调电压源、电容和整流单元组成；其中，可调电压源通过整流单元分别和电容两端相接，电容两端接入到变流器的直流输入端。
本发明和现有技术相比的有益效果是：
现有技术中对变流器的电流保护值进行测试的过程中，不易操作，甚至可能会破坏测试设备，造成损失。本发明提出了一种变流器电流保护值、保护时间的测试系统，该系统通过电源单元为变流器提供电压，通过监控给变流器发出的脉冲控制信号，使变流器和负载形成导通回路。因此，可以根据变流器的电流保护值，推算与其对应的指定电源单元电压值、负载的大小，以及监控后台发出的脉冲信号的占空比。在测试过程中，判断是否会正常发生保护停机，并且根据变流器的采集单元采集实际电流值，同时，根据脉冲占空比的大小，确定保护电流宽度(即保护电流时间)，可以得到变流器的保护时间。本发明测试的准确性高、方法简单，不需要拆卸设备，也可以避免因为电流值过大造成对变流器的损坏，而且在一定程度上提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的变流器电流保护值、保护时间的测试方法流程图；
图2是本发明的变流器电流保护值、保护时间的测试装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。
(一)变流器电流保护值、保护时间的测试系统
该测试系统包括：负载、监控后台、电源单元。本实施例中选择的测试对象，即变流器包含有IGBT功率模块、控制单元和电流采样及保护单元。
本实施例中的负载为三相功率电阻器，该三相功率电阻器通过星形法和变流器的交流输出端相连，形成一个电流回路；
电源单元连接变流器的直流输入端，本实施例中的电源单元由可调电压源、整流单元和电容组成，其中，可调电压源通过整流单元分别和电容两端相连，将电容两端接入变流器；
监控后台接到变流器中的控制单元，既可以向变流器发送脉冲，也可以实时监测变流器中的相关参数。
(二)变流器电流保护值、保护时间的测试系统的工作原理
(1)首先，可调节电压源输出交流电通过整流单元转变成直流电后给电容进行充电。充电后的电容为变流器提供电压，同时，监控后台发出脉冲控制信号，通过控制单元传输给变流器，变流器和三相电阻器之间形成的电流回路导通，根据脉冲信号的占空比、负载和电压的大小，即可得到变流器电流保护值。其中，根据待测试的变流器的电流保护值，可以预先计算出直流电压大小，以及控制单元对IGBT发出的控制指令(即占空比)
(2)然后，对变流器的电流保护值进行测试。通过调节可调电压源给电容充到指定的直流电压，切除充电单元。电容放电为变流器提供指定电压，监控后台再次下发开启脉冲信号，通过控制单元传输给变流器。此时，变流器中的电流采样及保护单元对变流器中的电流值进行采样，并将采样值发送给控制单元。
控制单元根据实际电流采样值的大小分析其是否满足变流器电流保护值，若满足，控制单元驱动变流器故障停机，同时，根据脉冲占空比的大小，确定保护电流宽度(即保护电流时间)，可以得到变流器的保护时间。控制单元将电流采样值和保护时间发送给监控后台，监控后台通过分析上传具体故障信息。
本实施例中选用的负载为三相电阻器，通过星形连接法和变流器的交流输出端相连，作为其他实施方式，可以选择非线性负载元件，如电抗器等；也可以通过其他的方式和变流器连接形成电流回路。
本实施例中选用的电源单元由可调电压源、整流单元和电容组成，整流单元将可调电压源输出的交流电转换成直流电存储在电容中，电容作为充电单元为变流器供电。电容的存在能够进一步避免对下游或上游设备的损害。电源单元为直流电源，作为其他实施方式，也可以直接选取蓄电池、直流发电机等作为电源单元。
在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.变流器电流保护值、保护时间的测试系统,其特征在于，该系统包括：负载、监控后台和电源单元；其中，负载用于连接变流器的交流输出端，电源单元用于连接变流器的直流输入端，监控后台用于通讯连接变流器中的控制单元；变流器电流保护值、保护时间的测试过程如下：(1)根据变流器的电流保护值推算对应的电源单元电压值、负载的大小，以及监控后台发出的脉冲信号占空比；(2)调节电源单元电压值、负载的大小以及监控后台下发开启脉冲信号，判断变流器是否会正常发生停机保护；根据电源单元电压值、负载的大小以及监控后台下发的开启脉冲信号的占空比得到变流器电流保护值，同时根据脉冲占空比的大小确定保护电流宽度，得到变流器的保护时间。
2.根据权利要求1所述的变流器电流保护值、保护时间的测试系统，其特征在于，所述的负载为三相功率电阻器。
3.根据权利要求1所述的变流器电流保护值、保护时间的测试系统，其特征在于，所述的电源单元由可调电压源、电容和整流单元组成；其中，可调电压源通过整流单元分别和电容两端相接，电容两端接入到变流器的直流输入端。
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