CN203732579U - 一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器，包括一电压跌落发生器，在所述电压跌落发生器的输入端和电网之间连接有一变压器，其特征在于该电压跌落模拟发生器还包括一移相变压器，所述移相变压器的一次侧通过开关与电网连接，二次侧与电压跌落发生器连接。本实用新型根据真实电网电压跌落故障，通过阻抗式电压跌落发生器和变压器式移相器的组合，实现不同的电压跌落深度和跌落持续时间，以及相位跳变。具体为，采用阻抗形式实现电压跌落，通过阻抗变化实现所需的电压跌落深度；应用移相变压器实现相位跳变；实现专用于风电机组试验的电压跌落发生装置。

Description

一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器。

背景技术

按照《国家电网公司风电场接入电网技术规定》（2009）规定的风电场低电压穿越要求：a)风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625ms的低电压穿越能力；b)风电场并网点电压在发生跌落后3s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组保持并网运行。

为了推进低电压穿越测试标准的实施，促进风电机组低电压穿越运行能力的提高，增强风电大规模接入情形下电网的安全可靠水平，需要测试风电机组在电网电压跌落时的穿越能力。但由于电网故障的不可控和复现，因此需要有专门的电压跌落模拟发生设备用于产生风机可能遇到的各种电压跌落情形。

用来描述电压跌落特征的参数主要有三个，一是电压跌落的幅值，即电压发生突然下降后的电压幅值大小，常用电压幅值跌落深度(MF=Usog/Uref)来表示，其中Uref指跌落前的电压有效值，Usog表示电压跌落时的有效值，发生不对称电压跌落时，指电压基波正序分量的有效值；二是电压跌落时的相位跳变，指电压跌落前后相位角的变化，不对称电压跌落时，指电压基波正序分量的相位变化；三是电压跌落起止时刻，即电压跌落的持续时间。

目前常用的电压跌落发生装置是基于阻抗形式实现的，通过串联限流电抗器和并联降压电抗器，获取不同等级的电压跌落深度；通过断开和闭合断路器获得电压跌落持续时间。但是基于阻抗形式电压跌落发生装置仅能提供不同等级的电压跌落深度和跌落持续时间，不能实现相位移动。因此为了模拟真实电网的故障情形，需要设计一种专用装置来实现电压跌落同时产生相位跳变。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器，能够模拟真实的电网电压跌落故障。

为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的：一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器，包括一电压跌落发生器，在所述电压跌落发生器的输入端和电网之间连接有一变压器，其特征在于该电压跌落模拟发生器还包括一移相变压器，所述移相变压器的一侧次通过开关与电网连接，二次侧与电压跌落发生器连接。该电压跌落发生器包括串联电抗器和并联电抗器，其特征在于所述串联电抗器的一端通过电网侧断路器与电网连接，所述串联电抗器的另一端通过风电侧断路器与风力发电机连接，串联电抗器与旁路断路器并联，所述串联电抗器的另一端还通过分压侧断路器与并联电抗器连接，串联电抗器、并联电抗器与被测风电机组的连接点即为该电压跌落模拟发生器的测试点，所述串联电抗器组和并联电抗器组均为可调电抗器。所述移相变压器包括三台三绕组单相变压器，其一次侧线圈三角形联接后通过开关接电网，二次侧每相有两组线圈，每组线圈中间各有两个抽头，二次绕组接成六边形，十二个抽头组成十二相输出，所述十二个抽头分别与移相开关连接，通过移相开关控制取相隔120°的三个抽头作为三相输出。

所述串联电抗器由可调电抗器和小幅度可调电抗器串联连接而成，所述小幅度可调电抗器设有若干个档位抽头。所述可调电抗器为可调电感量电抗器，所述可调电感量电抗器设有多个具有不同阻抗值的外接端子，在各个外接端子之间连接有交流接触器。

本实用新型的有益效果如下：

根据真实电网电压跌落故障，通过阻抗式电压跌落发生器和变压器式移相器的组合，实现不同的电压跌落深度和跌落持续时间，以及相位跳变。具体为，采用阻抗形式实现电压跌落，通过阻抗变化实现所需的电压跌落深度；应用移相变压器实现相位跳变；实现专用于风电机组试验的电压跌落发生装置。

附图说明

图1是本实用新型的电路示意图。

图2是移向变压器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。

如图1所示，一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器，包括一电压跌落发生器，在所述电压跌落发生器的输入端和电网之间连接有一变压器，其特征在于该电压跌落模拟发生器还包括一移相变压器，所述移相变压器的一次侧通过开关与电网连接，二次侧通过移相开关与电压跌落发生器连接。

如图2所示，所述移相变压器包括三台三绕组单相变压器，其一次侧线圈三角形联接后接三相电源UA、UB、UC，二次侧每相有两组线圈，共计六组二次线圈R、S、T、Z、Y、X，每组线圈中间各有两个抽头，共计十二个抽头a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l，六组二次线圈接成六边形，十二个抽头组成十二相输出，所述十二个抽头分别与移相开关连接，通过移相开关控制取相隔120°的三个抽头作为三相输出。如三个抽头a、i、e为输出，则逆时针方向相邻三个抽头b、j、f输出与前者在相位上相差30。，其电压幅值不变。通过移相开关的切换，在0~360°范围内作30°步进移相。

如图所述，电压跌落发生器主要包括串联电抗器组（限流电抗）X1、并联电抗器组X2、可控断路器、以及电流互感器、电压互感器等传感器组成。该装置中的可控断路器包括，电网侧断路器CB1，与串联电抗器组相串联且位于电网一侧，用于控制装置的接入系统；旁路断路器CB2，与串联电抗器组相并联，作为风电机组正常发电过程中的通路。通过断开或闭合CB2，实现串联电抗器组投入或切出；风电侧断路器CB3，与串联电抗器组相串联且位于风电机组一侧，用于控制装置与被测风电机组的连接；分压侧断路器CB4，与并联电抗器组相串联，用于控制并联电抗器组的投入与推出，从而实现测试点电压的跌落。主接线中，串联电抗器组、并联电抗器组与被测风电机组的连接点即为该装置的测试点。通过断开断路器CB2和闭合断路器CB4分别将串联电抗器组和并联电抗器组投入，实现测试点电压的跌落。

本装置采用可调电感量电抗器，其结构设计有阻抗值不同的多个端子，每个端子间的参数可设计为相同或不同。以4个端子的可调电抗器为例，在各个端子之间连接交流接触器。根据需要短接不同的外接端子，以任意串联组合方式得到不同电感值。为实现不同电压跌落等级，控制可调电抗器抽头间的交流接触器组的导通的方式，通过调节串联电抗器的电感值和并联电抗器组的电感值来改变阻抗分压比，进而改变测试点的电压跌落深度。

对风电机组进行低电压穿越试验时，通过移相开关的切换，在0~360°范围确定需要移相数值。然后通过闭合断路器CB1、CB2、CB3使风电机组并网运行。断开CB2将X1接入，X1接入时间可设定。电压跌落通过控制断路器CB4闭合实现，跌落时间由断路器CB4固定合闸后再建立电压时间决定；测试点处电压可跌落从0% 到80%各个电压等级上。

本装置还可在移相变压器输出端用接触式调压器跨接在相邻两相上（接触式调压器设置在移相变压器的输出端，可集成在移相变压器的装置上），以接触式调压器的活动头作为输出端。相位粗调用三刀6×2位移相开关切换输出抽头，相位细调用调压器调节，其调节范围为0～60/2 连续细移。经过调压器的配合，移相变压器可在0～360°范围国内任意移相。

本实用新型为实现电抗器电感量可调，采用电抗器的直径和匝数、电感量之间的关联匹配设计，使得各抽头间可任意串联组合，以达到所需电感值。

为修正电网系统阻抗对测试点电压的影响，造成偏离预设的电压跌落数值的问题。本实用新型将电抗器X1和小范围可调电抗器串联构成限流电抗器组，小范围可调电抗器设有若干个档位抽头，通过对小范围可调电抗器上的抽头短接，修正因系统阻抗变动而造成的电压跌落数值偏离问题。

Claims (5)

1.一种用于测量风力发电机的电压跌落模拟发生器，包括一电压跌落发生器，在所述电压跌落发生器的输入端和电网之间连接有一变压器，其特征在于该电压跌落模拟发生器还包括一移相相变压器，所述移相变压器的一次侧通过开关与电网连接，二次侧与电压跌落发生器连接。

2.如权利要求1所述的电压跌落模拟发生器，其特征在于所述移相变压器包括三台三绕组单相变压器，其一次侧线圈三角形联接后通过开关接电网，二次侧每相有两组线圈，每组线圈中间各有两个抽头，二次绕组接成六边形，十二个抽头组成十二相输出，所述十二个抽头分别与移相开关连接，通过移相开关控制取相隔120°的三个抽头作为三相输出。

3.如权利要求1所述的电压跌落模拟发生器，其特征在于该电压跌落发生器包括串联电抗器和并联电抗器，其特征在于所述串联电抗器的一端通过电网侧断路器与电网连接，所述串联电抗器的另一端通过风电侧断路器与风力发电机连接，串联电抗器与旁路断路器并联，所述串联电抗器的另一端还通过分压侧断路器与并联电抗器连接，串联电抗器、并联电抗器与被测风电机组的连接点即为该电压跌落模拟发生器的测试点，所述串联电抗器组和并联电抗器组均为可调电抗器。

4.如权利要求3所述的电压跌落模拟发生器，其特征在于所述串联电抗器由可调电抗器和小幅度可调电抗器串联连接而成，所述小幅度可调电抗器设有若干个档位抽头。

5.如权利要求3所述的电压跌落模拟发生器，，其特征在于所述可调电抗器为可调电感量电抗器，所述可调电感量电抗器设有多个具有不同阻抗值的外接端子，在各个外接端子之间连接有交流接触器。