CN112014727A - 分接开关的谐波电流切换能力的测试装置 - Google Patents

分接开关的谐波电流切换能力的测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，包括：变压器、电源、整流单元、逆变单元、第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关；所述变压器的一次侧与所述电源连接，所述变压器的二次侧三相输出端与所述整流单元的三相输入端连接；所述整流单元的输出端与所述逆变单元的输入端连接，所述逆变单元的三相输出端分别与所述第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关的动端连接；所述第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关的的不动端接地。本发明公开的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，能够解决现有技术无法对分接开关切换谐波电流能力进行测试的问题。

Description

分接开关的谐波电流切换能力的测试装置
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置。
背景技术
随着近年来我国直流输电系统的建设与应用，直流系统中产生的谐波对换流变压器、柔直变压器等电力设备的影响越来越明显。而分接开关作为换流变压器、柔直变压器中变换电压的重要部件，其切换谐波电流的能力对变压器的安全运行尤为重要。
在现有技术中，主要采用“谐振法”接线回路作为测试回路，参见图1，T为试验变压器；UA、UB、UC为试验变压器二次侧A、B、C三相电压；Ust为模拟产生的级电压；L为电感、C为电容；Rz为限流电阻；IL为试验相通过电流；IC为陪试相通过电流；I为试验总电流。通过调节电感L与电容C，使得C＝1/ω2L时，回路总电流I＝0，由此可以保证试验变压器三相负载保持平衡。另一方面，试验相分接开关会通过电流IL，同时试验相分接开关同时会承受Ust的级电压，由此实现了分接开关即承受级电压作用，又切断电流能力考核。
本发明在实施本发明的过程中发现，现有技术存在如下技术问题：
由上述测试方法可看出，要让分接开关开展切换电流试验，需要满足试验变压器三相负载平衡、分接开关流通电流、分接开关承受级电压三个条件；但是，现有技术的测试回路中，分接开关流过的电流为工频下的电流，无法实现对分接开关切换高频次谐波电流下的能力测试。
发明内容
本发明实施例提供一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，能够解决现有技术无法对分接开关切换谐波电流能力进行测试的问题。
本发明实施例一提供一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，包括：
包括：变压器、电源、整流单元、逆变单元、第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关；
所述变压器的一次侧与所述电源连接，所述变压器的二次侧三相输出端与所述整流单元的三相输入端连接；
所述整流单元的输出端与所述逆变单元的输入端连接，所述逆变单元的三相输出端分别与所述第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关的动端连接；
所述第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关的的不动端接地。
作为上述方案的改进，所述整流单元包括绝缘栅双极型晶体管或晶闸管；
所述逆变单元包括绝缘栅双极型晶体管或晶闸管。
作为上述方案的改进，还包括：控制单元；
其中，所述控制单元用于控制所述整流单元中绝缘栅双极型晶体管或晶闸管的开合状态，以及所述逆变单元中绝缘栅双极型晶体管或晶闸管的开合状态；
所述控制单元还用于向所述逆变单元提供载波信号，以使所述逆变单元根据所述载波信号获取目标频率波形。
作为上述方案的改进，还包括：第一电感、第二电感和第三电感；
其中，所述第一分接开关通过所述第一电感接地；所述第二分接开关通过所述第二电感接地；所述第三分接开关通过所述第三电感接地。
作为上述方案的改进，还包括：第一电容、第二电容和第三电容；
其中，所述逆变单元的输出端与所述第一分接开关之间并联所述第一电容；所述逆变单元的输出端与所述第二分接开关之间并联所述第二电容；所述逆变单元的输出端与所述第三分接开关之间并联所述第三电容。
作为上述方案的改进，还包括：第一熔断器、第二熔断器和第三熔断器；
其中，所述逆变单元的输出端与所述第一分接开关之间串联所述第一熔断器；所述逆变单元的输出端与所述第二分接开关之间串联所述第二熔断器；所述逆变单元的输出端与所述第三分接开关之间串联所述第三熔断器。
本发明实施例提供的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，具有如下有益效果：
解决了现有技术无法对分接开关切换谐波电流能力进行测试的问题；通过采用三台分接开关进行接线试验，通过电感提供负载，并通过各相上的并联电容补充无功消耗，从而保持了三相负载平衡；通过在三相的各相上串联熔断器，从而避免分接开关在切换过程发生级间短路故障时会导致两相短路或三相短路时，产生大电流损坏装置的问题。
附图说明
图1是现有技术中“谐振法”接线回路的结构示意图。
图2是本发明实施例一提供的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置的结构示意图。
图3是本发明一具体实施方式提供的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图2，是本发明实施例一提供的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置的结构示意图，包括：变压器1、电源2、整流单元3、逆变单元4、第一分接开关5、第二分接开关6和第三分接开关7；
变压器1的一次侧与电源2连接，变压器1的二次侧三相输出端与整流单元3的三相输入端连接；
整流单元3的输出端与逆变单元4的输入端连接，逆变单元4的三相输出端分别与第一分接开关5、第二分接开关6和第三分接开关7的动端连接；
第一分接开关5、第二分接开关6和第三分接开关7的不动端接地。
具体地，第一分接开关5为被试相，第二分接开关6为陪试相，第三分接开关7为陪试相；其中，为了能向分接开关提供级电压Ust，经过整流单元3和逆变单元4获得所需频率的三相交流电压UA、UB、UC，逆变单元4的A相分别与第一分接开关5的第一动端和第三分接开关7的第二动端连接，逆变单元4的B相分别与第一分接开关5的第二动端和第二分接开关6的第一动端连接，逆变单元4的C相分别与第二分接开关6的第二动端和第三分接开关7的第一动端连接，即UA-UB、UA-UC、UB-UC，由此可在每台分接开关上产生级电压Ust。
具体地，电源2为10kV电源。
进一步地，整流单元3包括绝缘栅双极型晶体管或晶闸管；
逆变单元4包括绝缘栅双极型晶体管或晶闸管。
具体地，整流单元3作用是将交流整流为直流；整流后的直流进一步经过逆变单元4，可逆变为不同频率的三相交流。整流-逆变单元可采用基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的模块化多电平换流器(即MMC)实现，也可采用基于晶闸管与脉冲宽度调制的传统直流变换方式实现。
参见图3，是本发明一具体实施方式提供的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置的结构示意图，还包括：控制单元8；
其中，控制单元用于控制整流单元3中绝缘栅双极型晶体管或晶闸管的开合状态，以及逆变单元4中绝缘栅双极型晶体管或晶闸管的开合状态；
控制单元还用于向逆变单元4提供载波信号，以使逆变单元4根据载波信号获取目标频率波形。
进一步地，还包括：第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3；
其中，第一分接开关5通过第一电感L1接地；第二分接开关6通过第二电感L2接地；第三分接开关7通过第三电感L3接地。
具体地，为了提供分接开关切换电流，用电感与分接开关连接，以提供负载。由于经逆变后的三相电压可为任意频次f，此时在第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3上也会产生同样频率f的负载电流IL。由于三相负载相同，可知此时三相负载保持平衡，不会造成系统不平衡运行。
进一步地，还包括：第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3；
其中，逆变单元4的输出端与第一分接开关5之间并联第一电容C1；逆变单元4的输出端与第二分接开关6之间并联第二电容C2；逆变单元4的输出端与第三分接开关7之间并联第三电容C3。
具体地，由于负载L1、L2和L3为感性，装置运行中会产生感性电流，消耗无功，为此，在A、B、C三相回路上分别并联电容C1、C2和C3，以补充无功消耗。
进一步地，还包括：第一熔断器FA、第二熔断器FB和第三熔断器FC；
其中，逆变单元4的输出端与第一分接开关5之间串联第一熔断器FA；逆变单元4的输出端与第二分接开关6之间串联第二熔断器FB；逆变单元4的输出端与第三分接开关7之间串联第三熔断器FC。
具体地，考虑到当分接开关在切换过程发生级间短路故障时会导致两相短路或三相短路，由此产生大电流损坏装置，因此在A、B、C三相回路中分别串入熔断器FA、FB、FC，当回路电流过大时首先烧断熔断器，起到保护装置的作用。
本发明实施例提供的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置、装置及存储介质，具有如下有益效果：
解决了现有技术无法对分接开关切换谐波电流能力进行测试的问题；通过采用三台分接开关进行接线试验，通过电感提供负载，并通过各相上的并联电容补充无功消耗，从而保持了三相负载平衡；通过在三相的各相上串联熔断器，从而避免分接开关在切换过程发生级间短路故障时会导致两相短路或三相短路时，产生大电流损坏装置的问题。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，其特征在于，包括：变压器、电源、整流单元、逆变单元、第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关；
所述变压器的一次侧与所述电源连接，所述变压器的二次侧三相输出端与所述整流单元的三相输入端连接；
所述整流单元的输出端与所述逆变单元的输入端连接，所述逆变单元的三相输出端分别与所述第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关的动端连接；
所述第一分接开关、第二分接开关和第三分接开关的的不动端接地。
2.如权利要求1所述的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，其特征在于，所述整流单元包括绝缘栅双极型晶体管或晶闸管；
所述逆变单元包括绝缘栅双极型晶体管或晶闸管。
3.如权利要求2所述的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，其特征在于，还包括：控制单元；
其中，所述控制单元用于控制所述整流单元中绝缘栅双极型晶体管或晶闸管的开合状态，以及所述逆变单元中绝缘栅双极型晶体管或晶闸管的开合状态；
所述控制单元还用于向所述逆变单元提供载波信号，以使所述逆变单元根据所述载波信号获取目标频率波形。
4.如权利要求1所述的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，其特征在于，还包括：第一电感、第二电感和第三电感；
其中，所述第一分接开关通过所述第一电感接地；所述第二分接开关通过所述第二电感接地；所述第三分接开关通过所述第三电感接地。
5.如权利要求4所述的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，其特征在于，还包括：第一电容、第二电容和第三电容；
其中，所述逆变单元的输出端与所述第一分接开关之间并联所述第一电容；所述逆变单元的输出端与所述第二分接开关之间并联所述第二电容；所述逆变单元的输出端与所述第三分接开关之间并联所述第三电容。
6.如权利要求1所述的一种分接开关的谐波电流切换能力的测试装置，其特征在于，还包括：第一熔断器、第二熔断器和第三熔断器；
其中，所述逆变单元的输出端与所述第一分接开关之间串联所述第一熔断器；所述逆变单元的输出端与所述第二分接开关之间串联所述第二熔断器；所述逆变单元的输出端与所述第三分接开关之间串联所述第三熔断器。
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