CN110518811A - 一种配电变压器储能冲击电源 - Google Patents

一种配电变压器储能冲击电源 Download PDF

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Abstract

一种配电变压器储能冲击电源，包含三相供电电源、输入开关、充电变压器、整流电路、储能电路、逆变电路和输出开关，三相供电电源经输入开关连接至充电变压器的输入端，充电变压器的输出端连接至整流电路，整流电路连接至储能电路，储能电路连接至逆变电路，在逆变电路的输出端形成三相高压储能输出，三相高压储能输出经由输出开关连接至被试变压器。本发明设计独特、结构新颖，利用电容器储能及电力电子变换技术，输出电压的幅值和相位均可快速调节，并且可以实现恒压供电，可以很方便实现变压器的短路冲击试验。

Description

一种配电变压器储能冲击电源
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种配电变压器储能冲击电源。
背景技术
配电变压器在电力系统运行中，难以避免地会发生短路事致。短路事故对变压器损坏的严重程度与变压器的抗短路能力密切相关，如果变压器的抗短路能力强，在遭受短路事故时，设备损坏程度较小。如果抗短路能力差，容易导致变压器损坏程度大，设备的修复需要大量时间，对用户用电造成影响。抗短路能力的测试一般使用大容量的供电电源通过短路冲击试验完成。
由于变压器短路试验需要试验电源提供很大的供电容量，一般的变压器制造及使用单位难以提供所需的电源容量来完成短路冲击试验。国内仅有少数检测机构使用发电机组供电来完成变压器短路冲击试验，发电机组组成的变压器短路冲击试验系统包含电动机、发电机、冲击变压器等设备，整套系统由于含有旋转电机，需要配套润滑、保护、盘车等辅助设备，系统的造价十分昂贵，一般的变压器制造及使用部门难以承受如此高昂的造价，少有配备短路冲击试验系统。
现有的储能冲击试验电源仅仅只能完成变压器单相短路耐受能力试验，本电源能够弥补现有试验电源的不足，即可完成单相短路耐受能力试验，也可以实现三相短路耐受能力试验，为用户提供更加完备的试验条件。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种配电变压器储能冲击电源。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种配电变压器储能冲击电源，包含三相供电电源、输入开关、充电变压器、整流电路、储能电路、逆变电路和输出开关，三相供电电源经输入开关连接至充电变压器的输入端，充电变压器的输出端连接至整流电路，整流电路连接至储能电路，储能电路连接至逆变电路，在逆变电路的输出端形成三相高压储能输出，三相高压储能输出经由输出开关连接至被试变压器。
进一步地，所述三相供电电源为380V三相电源。
进一步地，所述输入开关为进线接触器。
进一步地，所述充电变压器为多绕组升压变压器。
进一步地，所述整流电路包括第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路，所述第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路与所述充电变压器各个对应绕组连接。
进一步地，所述整流电路为三相桥式整流电路。
进一步地，所述储能电路包括第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器，第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器分别连接至第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路。
进一步地，所述逆变电路包括第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路，第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路分别连接至第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器。
进一步地，第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路组成星型电路连接至输出开关。
进一步地，所述输出开关为出线接触器。
工作原理为：
380V电源经过电源输入开关后给充电变压器供电，充电变压器为多绕组升压变压器，升压后的电压提供给整流电路，经整流后对储能电容器充电，储存在电容器上的电能，经逆变器变换，形成三相高压储能输出，并联汇集至输出开关，输出多电平SPWM电压供试验变压器使用。
试验时，先闭合电源输入开关对储能电容器充电，充电完成后，断开电源输入开关，合上输出开关，调整各逆变单元的驱动波形，以便得到适合的输出电压，设定调制信号的相位角和频率，即可得到满足频率和相位要求的高压电源，持续输出0.5秒，即可完成一次变压器短路冲击试验。
本发明设计独特、结构新颖，利用电容器储能及电力电子变换技术，输出电压的幅值和相位均可快速调节，并且可以实现恒压供电，可以很方便实现变压器的短路冲击试验。
附图说明
下面结合附图对本技术方案作进一步说明：
图1是本发明的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
一种配电变压器储能冲击电源，包含三相供电电源、输入开关、充电变压器、整流电路、储能电路、逆变电路和输出开关，三相供电电源经输入开关连接至充电变压器的输入端，充电变压器的输出端连接至整流电路，整流电路连接至储能电路，储能电路连接至逆变电路，在逆变电路的输出端形成三相高压储能输出，三相高压储能输出经由输出开关连接至被试变压器。
进一步地，所述三相供电电源为380V三相电源。
进一步地，所述输入开关为进线接触器。
进一步地，所述充电变压器为多绕组升压变压器。
进一步地，所述整流电路包括第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路，所述第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路与所述充电变压器各个对应绕组连接。
进一步地，所述整流电路为三相桥式整流电路。
进一步地，所述储能电路包括第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器，第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器分别连接至第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路。
进一步地，所述逆变电路包括第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路，第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路分别连接至第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器。
进一步地，第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路组成星型电路连接至输出开关。
进一步地，所述输出开关为出线接触器。
由于变压器在进行短路冲击试验时所需的短时试验容量大，一台315kVA的变压器完成一次短路试验所需的试验容量为7875kVA左右，这么大的电源容量是一般的工厂及变压器用户很难提供。但是由于试验时间很短，仅有0.5秒，如此短暂的时间，即使是很大的瞬时容量，所需要的能量并不大，比如315kVA的变压器完成一次短路试验消耗的电能仅为0.333度，可以通过小容量的供电电源对电容器充电，充满电后的电容器储能能够获得所需的试验能量，储能后的电能经过电力电子变换装置进行SPWM变换后，得到试验变压器所需的试验电压送到变压器的输入端，即可完成一次短路冲击试验。
380V电源经过电源输入开关后给充电变压器供电，充电变压器为多绕组升压变压器，升压后的电压提供给整流电路，经整流后对储能电容器充电，储存在电容器上的电能，经逆变器变换，形成三相高压储能输出，并联汇集至输出开关，输出多电平SPWM电压供被试变压器使用。试验时，先闭合电源输入开关对储能电容器充电，充电完成后，断开电源输入开关，合上输出开关，调整各逆变单元的驱动波形，以便得到适合的输出电压，设定调制信号的相位角和频率，即可得到满足频率和相位要求的高压电源，持续输出0.5秒，即可完成一次变压器短路冲击试验。由于完成短路冲击试验时是依靠储能电容完成，不会对电网产生任何冲击。电容器用于储能，调节电容器组的容量实现不同容量变压器的短路冲击试验。通过调整调制信号的频率及波形可得到所需的输出波形及电压。本发明的逆变电路星型连接，可以实现三相短路耐受能力试验，为用户提供更加完备的试验条件。由于采用电力电子变换技术，输出电压的幅值和相位均可快速调节，并且可以实现恒压供电，可以很方便实现变压器的短路冲击试验。电源自身可以调节短路时刻，无需同步开关，便于用户使用。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进级联型储能高压逆变器或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种配电变压器储能冲击电源，包含三相供电电源、输入开关、充电变压器、整流电路、储能电路、逆变电路和输出开关，三相供电电源经输入开关连接至充电变压器的输入端，充电变压器的输出端连接至整流电路，整流电路连接至储能电路，储能电路连接至逆变电路，在逆变电路的输出端形成三相高压储能输出，三相高压储能输出经由输出开关连接至被试变压器；
所述整流电路包括第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路，所述第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路与所述充电变压器各个对应绕组连接；
所述储能电路包括第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器，第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器分别连接至第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路；
所述逆变电路包括第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路，第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路分别连接至第一储能电容器、第二储能电容器和第三储能电容器。
2.根据权利要求1的配电变压器储能冲击电源，所述三相供电电源为380V三相电源。
3.根据权利要求1的配电变压器储能冲击电源，所述输入开关为进线接触器。
4.根据权利要求1的配电变压器储能冲击电源，所述充电变压器为多绕组升压变压器。
5.根据权利要求1的配电变压器储能冲击电源，所述整流电路为三相桥式整流电路。
6.根据权利要求1的配电变压器储能冲击电源，第一逆变电路、第二逆变电路和第三逆变电路组成星型电路连接至输出开关。
7.根据权利要求1的配电变压器储能冲击电源，所述输出开关为出线接触器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111551798A (zh) * 2020-03-20 2020-08-18 西安交通大学 低压储能式大功率短路测试装置和测试方法
CN113759292A (zh) * 2021-05-18 2021-12-07 昆明品启科技有限公司 一种配电变压器短路试验装置和试验方法

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