CN202075393U - 一种电网电压跌落的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电网电压跌落的模拟装置，其中装置包括第一变压器和第二变压器，第一变压器的原边通过开关器件连接电网；第二变压器的原边直接连接电网；第一变压器的原边的两端并联开关器件；第一变压器和第二变压器的副边串联在一起以后连接待测设备。本实用新型避免将大电流导入地下对电网电流造成冲击，且该模拟实现方式安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。
Description
技术领域
本实用新型涉及低电压测试技术领域，特别涉及一种电网电压跌落的模拟装置。
背景技术
随着国内外风机安装容量的逐年增加，风机的低电压穿越能力越来越受到广泛关注。基于风电机机组低电压穿越能力研究和测试的需求，在实验室模拟电网电压跌落也成为研究的热点。
参见图1，该图为现有技术中电网电压跌落的模拟装置示意图。
该装置包括第一电抗器11、开关12和第二电抗器13，第一电抗器11为工作电抗器电网的正端通过依次串联的第一电抗器11和待测设备连接电网的负端。电网的正端通过依次串联的第一电抗器11、开关12和第二电抗器13接地。
模拟电网正常工作时，开关12断开，电网电流经第一电抗器11为待测设备提供电能；模拟电网电压跌落时，开关12闭合，一部分电流经第二电抗器13到地。第二电抗器13起到阻抗分压作用，模拟电网电压跌落。
但是，该模拟电网电压跌落装置将电流直接导入地，在真实模拟电网电压大幅跌落的过程中，高压的大电流直接导入地下对于电网的电流冲击较大，且模拟成本较高，不适合在实验室应用。
实用新型内容
本实用新型的目的提供电网电压跌落的模拟装置，该模拟装置安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。
本实用新型提供一种电网电压跌落的模拟装置，包括第一变压器和第二变压器，第一变压器的原边通过开关器件连接电网；第二变压器的原边直接连接电网；第一变压器的原边的两端并联开关器件；第一变压器和第二变压器的副边串联在一起以后连接待测设备，所述第一变压器和第二变压器的副边设有多个抽头，所述第一变压器和第二变压器的电压比倒数之和为1，所述开关器件为反向并联的晶闸管或IGBT模块。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
本实用新型模拟装置在模拟电网电压跌落过程中，变化的电压完全由待测设备承担，这样避免将大电流导入地下对电网电流造成冲击，且该模拟实现方式安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。
附图说明
图1为现有电网电压跌落的模拟装置示意图；
图2为本实用新型电网电压跌落模拟装置第一实施例示意图；
图3为本实用新型电网电压跌落模拟装置第二实施例示意图；
图4为本实用新型IGBT模块结构图；
图5为反向并联的晶闸管结构图；
图6为模拟电网对称故障时电压波形图；
图7为模拟电网对称故障时电压跌落波形图；
图8为模拟电网对称故障时电压恢复波形图；
图9为模拟电网不对称故障时电压波形；
图10为模拟电网不对称故障时电压跌落波形；
图11为模拟电网不对称故障时电压恢复波形。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参见图2，该图为本实用新型电网电压跌落模拟装置第一实施例结构图。
本实施例提供的装置包括第一变压器21和第二变压器22。
第一变压器21的原边通过开关器件K23连接电网；
第二变压器22的原边直接连接电网；
第一变压器21的原边的两端并联开关器件K24；
第一变压器21和第二变压器22的副边串联在一起以后连接待测设备。
模拟电网电压跌落的步骤为：
步骤11、模拟电网正常工作时，开关器件K23闭合、开关器件K24断开，此时，第一变压器21和第二变压器22的原边均连接在电网电压；这样可以保证待测设备端电压也正常。
模拟电网电压跌落时，控制开关器件K23断开，开关器件K24闭合，此时，第一变压器21的原边的两端被K24短路，第一变压器21的原边电压为零，因此，第一变压器21的副边电压也为零。
由于模拟电网电压跌落，因此第二变压器22的原边电压也随着跌落，从而导致待测设备端的电压也跌落。
步骤12、将开关器件K24断开，开关器件K23闭合，第一变压器21和第二变压器22的原边均连接电网电压，因此，第一变压器21副边电压随之恢复，从而使待测设备端的电压也恢复。
本实用新型模拟装置在模拟电网电压跌落过程中，变化的电压完全由待测设备承担，这样避免将大电流导入地下对电网电流造成冲击，且该模拟实现方式安全可靠，成本较低，方便在实验室实现。
为方便模拟电网三相电压中某一相或几相电压跌落，第一变压器21和第二变压器22可包括多个磁路独立的分变压器。
参见图3，该图为本实用新型电网电压跌落模拟装置第二实施例结构图。
本实施例提供的装置包括第一变压器21和第二变压器22。
第一变压器21包含三个磁路分别独立的分变压器，分别为第十一分变压器211、第十二分变压器212和第十三分变压器213。
第二变压器22包含三个磁路分别独立的分变压器，分别为第二十一分变压器221、第二十二分变压器222和第二十三分变压器223。
第十一分变压器211的原边的一端通过开关器件K11连接电网的A相电压，另一端连接中性点N；第二十一分变压器221的原边的一端直接连接电网的A相电压，另一端连接N。第十一分变压器211和第二十一分变压器221的副边串联在一起以后连接待测设备；第十一分变压器211的原边并联开关器件K12。
第十二分变压器212的原边的一端通过开关器件K21连接电网的B相电压，另一端连接N；第二十二分变压器222的原边的一端直接连接电网的B相电压，另一端连接N。第十二分变压器212和第二十二分变压器222的副边串联在一起以后连接待测设备；第十二分变压器212的原边并联开关器件K22。
第十三分变压器213的原边的一端通过开关器件K31连接电网的C相电压，另一端连接N；第二十三分变压器223的原边的一端直接连接电网的C相电压，另一端连接N，第十三分变压器213和第二十三分变压器223的副边串联在一起以后连接待测设备。第十三分变压器213的原边并联开关器件K32。
如图3所示，A相电压经过变压器以后，输出电压的两端分别为a1和a2，连接待测设备的A相。B相电压经过变压器以后，输出电压的两端分别为b1和b2，连接待测设备的B相。C相电压经过变压器以后，输出电压的两端分别为c1和c2，连接待测设备的C相。
模拟电网某单正相电压跌落步骤为：
步骤21、控制与该正相电压连接的分变压器上的开关器件断开，该分变压器与负相连接的开关器件闭合，使该分变压器副边电压跌至零，形成待测设备端的电压跌落；例如，模拟电网A相电压跌落，将开关器件K11断开，将开关器件K12闭合；
步骤22、控制与该正相电压连接的分变压器上的开关器件闭合，该分变压器与负相连接的开关器件断开，该分变压器副边电压恢复，使待测设备端的电压恢复。例如，模拟电网A相电压跌落，将开关器件K12断开，将开关器件K11闭合。
模拟电网某两相电压跌落步骤为：
步骤31、控制与电网该两正相电压连接的两分变压器上的开关器件同时断开，该两分变压器与负相连接的开关器件同时闭合，使该分变压器副边电压跌至零，形成待测设备端的电压跌落；例如，模拟电网A相和C相电压跌落，将开关器件K11和开关器件K31断开，开关器件K12和开关器件K32闭合。
步骤32、控制与该两正相电压连接的两分变压器上的开关器件同时闭合，该两分变压器与负相连接的开关器件同时断开，该分变压器副边电压恢复，使待测设备端的电压恢复。例如，模拟电网A相和C相电压跌落，将开关器件K12和开关器件K32断开，开关器件K11和开关器件K31闭合。
本实用新型可先将开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时断开，开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时闭合，再将开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时断开，开关器件K11、开关器件K21和开关器件K31同时闭合，模拟电网的A、B、C三相电压同时跌落。
参见图4和图5，分别示出本实用新型开关器件结构。本实用新型开关器件为反向并联的晶闸管，通过控制脉冲信号的高低电平控制晶闸管的闭合和断开，使电压跌落和恢复的时间精确可控。
本实用新型各分变压器的原边可设置多个抽头，选取不同的抽头可以得到不同的电压比，从而得到不同的电压跌落幅度。电网电压跌落的幅度等于变压器21中各分变压器的电压比倒数。例如，分变压器211的电压比为1∶0.2，模拟试验中，电网的A相电压跌幅为20％。
为了保证正常时待测设备电压与电网电压相同，变压器21和变压器22的电压比倒数之和为1。
本实用新型模拟装置模拟电网电压跌落，电压跌落和恢复的时间都很短，而且跌落和恢复时电压相位保持不变。
参见图6、图7和图8，分别示出模拟电网对称故障时电压波形、电压跌落波形和电压恢复波形。
参见图9、图10和图11，分别示出模拟电网不对称故障时电压波形、电压跌落波形和电压恢复波形。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (1)
1.一种电网电压跌落的模拟装置，其特征在于，包括第一变压器和第二变压器，第一变压器的原边通过开关器件连接电网；第二变压器的原边直接连接电网；第一变压器的原边的两端并联开关器件；第一变压器和第二变压器的副边串联在一起以后连接待测设备，所述第一变压器和第二变压器的副边设有多个抽头，所述第一变压器和第二变压器的电压比倒数之和为1，所述开关器件为反向并联的晶闸管或IGBT模块。
Priority Applications (1)
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| CN2011201541181U CN202075393U (zh) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | 一种电网电压跌落的模拟装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103278722A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-09-04 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种电压跌落控制方法及装置 |
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| CN103278722A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-09-04 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种电压跌落控制方法及装置 |
| CN103278722B (zh) * | 2013-06-24 | 2015-03-11 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种电压跌落控制方法及装置 |
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