CN211669335U

CN211669335U - 一种变流器的测试装置及系统

Info

Publication number: CN211669335U
Application number: CN202020140892.6U
Authority: CN
Inventors: 郭磊; 李嘉琨; 谭文杰
Original assignee: Xi'an Golden Stone Electric Technology Co ltd
Current assignee: Xi'an Golden Stone Electric Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2030-01-21

Abstract

本实用新型提供一种变流器的测试装置及系统，涉及电力电子技术领域，包括：变压器、第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元、待测产品连接点，当测试装置工作时，可以将待测变流器的交流端与待测产品连接点的交流端连接，待测变流器的直流端与待测产品连接点的直流端连接，将变压器的原边与电网连接，使得第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元可以根据实际应用情况接入电路，完成待测变流器的直流调压、交流调压/调频测试，实现了变流器多种功能的测试。

Description

一种变流器的测试装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种变流器的测试装置及系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，变流器越来越得到广泛的应用，变流器的稳定运行至关重要。为了使得变流器稳定运行，工程师需要额外设计测试方案对其性能和实际运行效果进行测试。

现有技术变流器的测试系统中，方式一：通过设置一个AC/DC双向整流逆变单元，将电网提供的交流电转换为直流电，向两个DC/DC单元供电，通过两个DC/DC单元实现直流功能的测试；方式二：设置两个功率变换器，两个功率变换器并联，且两个功率变换器的直流端连接，交流端分别连接两个待测设备，由于两个功率变换器的直流端并未有其它端口，最终只能实现交流功能的测试。

但是，现有技术中变流器的测试系统不具备多种功能测试，兼容性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种变流器的测试装置及系统，可以实现变流器多种功能测试。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的第一方面，提供一种变流器的测试装置，包括：变压器、第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元、待测产品连接点；

所述第一双向整流逆变单元的交流输入端通过第一交流开关与所述变压器的第一副边连接；所述第一双向整流逆变单元的直流输出端通过第一直流开关与所述第二双向整流逆变单元的直流输出端连接、且通过第二直流开关与所述待测产品连接点的直流端连接；

所述第二双向整流逆变单元的交流输入端通过第二交流开关与所述第三双向整流逆变单元的交流输出端连接、且通过第三交流开关与所述待测产品连接点的交流端连接；所述第二双向整流逆变单元的直流输出端通过第三直流开关与所述第三双向整流逆变单元的直流输入端连接；

所述第三双向整流逆变单元的交流输出端通过第四交流开关、第五交流开关与所述变压器的第二副边连接；

其中，所述第一交流开关的输入端与所述第二直流开关的输入端连接、所述第一交流开关的输出端与所述第三直流开关的输入端连接；所述第二交流开关的输入端与所述第三交流开关的输入端连接、所述第二交流开关的输出端与所述第四交流开关的输出端连接；所述第四交流开关的输出端还与所述第五交流开关的输入端连接。

可选地，所述变压器为双分裂变压器。

可选地，所述变压器为双绕组变压器。

可选地，所述第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元均为基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元。

可选地，所述基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元包括：第一滤波电路、第一电流转换电路、第一稳压电路，所述第一滤波电路的输出端与所述第一电流转换电路的输入端连接，所述第一电流转换电路的输出端与所述第一稳压电路的输入端连接。

可选地，所述第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元均为基于两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元。

可选地，所述基于两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元包括：第二滤波电路、第二电流转换电路、第二稳压电路，所述第二滤波电路的输出端与所述第二电流转换电路的输入端连接，所述第二电流转换电路的输出端与所述第二稳压电路的输入端连接。

可选地，所述第一双向整流逆变单元包括第一控制单元，所述第二双向整流逆变单元包括第二控制单元，所述第三双向整流逆变单元包括第三控制单元；所述第一控制单元用于调节所述第一双向整流逆变单元的输出参数；所述第二控制单元用于调节所述第二双向整流逆变单元的输出参数；所述第三控制单元用于调节所述第三双向整流逆变单元的输出参数。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种变流器的测试系统，包括：上述任一项所述的测试装置、待测变流器；

所述待测变流器的直流接口与所述待测产品连接点的直流端连接、所述待测变流器的交流接口与所述待测产品连接点的交流端连接。

可选地，所述系统还包括第一功率分析仪和第二功率分析仪，所述第一功率分析仪的输入接口与所述变压器的第一副边连接，所述第一功率分析仪的输出接口与所述第一交流开关连接；所述功率分析仪的输入接口与所述第五交流开关连接，所述第二功率分析仪的输入接口与所述变压器的第二副边连接。

本实用新型实施例的有益效果：

综上所述，本申请实施例提供一种变流器的测试装置及系统，包括：变压器、第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元、待测产品连接点，当测试装置工作时，可以将待测变流器的交流端与待测产品连接点的交流端连接，待测变流器的直流端与待测产品连接点的直流端连接，将变压器的原边与电网连接，通过控制第一交流开关、第一直流开关、第二直流开关、第二交流开关、第三直流开关、第三交流开关、第四交流开关及第五交流开关，使得第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元可以根据实际应用情况接入电路，完成待测变流器的直流调压、交流调压/调频测试，实现了变流器多种功能的测试。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的变流器的测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的变流器的测试装置的局部示意图；

图3为本实用新型实施例提供的变流器的测试装置的局部示意图；

图4为本实用新型实施例提供的变流器的测试系统的局部示意图。

图标：变压器101；第一双向整流逆变单元102；第二双向整流逆变单元103；第三双向整流逆变单元104；待测产品连接点105；第一交流开关106；第二交流开关107；第三交流开关108；第四交流开关109；第五交流开关110；第一直流开关111；第二直流开关112；第三直流开关113；基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元114；第一滤波电路1141；第一电流转换电路1142；第一稳压电路1143；基于两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元115；第二滤波电路1151；第二电流转换电路1152；第二稳压电路1153；待测变流器116。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

图1为本实用新型提供的变流器的测试装置的结构示意图，请参照图1，包括：变压器101、第一双向整流逆变单元102、第二双向整流逆变单元103、第三双向整流逆变单元104、待测产品连接点105。

第一双向整流逆变单元102的交流输入端通过第一交流开关106与变压器101的第一副边连接；第一双向整流逆变单元102的直流输出端通过第一直流开关111与第二双向整流逆变单元103的直流输出端连接、且通过第二直流开关112与待测产品连接点105的直流端连接。

第二双向整流逆变单元103的交流输入端通过第二交流开关107与第三双向整流逆变单元104的交流输出端连接、且通过第三交流开关108与待测产品连接点105的交流端连接；第二双向整流逆变单元103的直流输出端通过第三直流开关113与第三双向整流逆变单元104的直流输入端连接。第三双向整流逆变单元104的交流输出端通过第四交流开关109、第五交流开关110与变压器101的第二副边连接。

其中，第一交流开关106的输入端与第二直流开关112的输入端连接、第一交流开关106的输出端与第三直流开关113的输入端连接；第二交流开关107的输入端与第三交流开关108的输入端连接、第二交流开关107的输出端与第四交流开关109的输出端连接；第四交流开关109的输出端还与第五交流开关110的输入端连接。

可选地，变压器101可以包括第一副边，第二副边以及原边，当变流器的测试装置工作时，变压器101的原边可以用于连接电网。

当变流器的测试装置工作时，可以将待测产品的交流端与待测产品连接点105的交流端连接，待测产品的直流端与待测产品连接点105的直流端连接，将变压器101的原边与电网连接，闭合第一交流开关106和第五交流开关110，使得变流器的测试装置可以接入电网。

需要说明的是，假设电网的电压频率为50HZ，第一交流开关106、第五交流开关110通过变压器101直接接入电网，那么第一交流开关106和第五交流开关110处的电压频率始终为50HZ。

当闭合第一交流开关106、第二直流开关112、第二交流开关107、第一直流开关111，断开第三交流开关108、第三直流开关113、第四交流开关109、第一直流开关111，此时第一双向整流逆变单元102接入电路中，第一双向整流逆变单元102将电网接入的交流电转换为直流电，第一双向整流逆变单元102输出的第二直流开关112处的直流电压可调，用户可以根据实际应用需求调节电压，此时可以完成待测产品的直流调压、交流定频测试。

当闭合第一交流开关106、第二直流开关112、第三交流开关108、第三直流开关113、第四交流开关109、第五交流开关110，断开第二交流开关107、第一直流开关111，此时第一双向整流逆变单元102、第二双向整流逆变单元103、第三双向整流逆变单元104均接入电路，电网接入该测试装置，第一双向整流逆变单元102可以将电网输入的交流电转换为直流电，第二直流开关112处可以输出直流电压可调，第三双向整流逆变单元104可以将电网输入的交流电转换为直流，通过第二双向整流逆变单元103可以将直流转换为交流电，此时第三交流开关108处的交流电压幅值、电压频率均可以调节，完成直流调压、交流调压/调频测试。

综上所述，本申请实施例提供一种变流器的测试装置，包括：变压器、第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元、待测产品连接点，当测试装置工作时，可以将待测产品的交流端与待测产品连接点的交流端连接，待测产品的直流端与待测产品连接点的直流端连接，将变压器的原边与电网连接，通过控制第一交流开关、第一直流开关、第二直流开关、第二交流开关、第三直流开关、第三交流开关、第四交流开关及第五交流开关，使得第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元可以根据实际应用情况接入电路，完成待测产品的直流调压、交流调压/调频测试，实现待测产品的多种功能测试，提高了变流器测试装置多种测试功能的兼容性。

可选地，变压器101为双分裂变压器。

由于变流器中经常会使用高频的开关器件，如IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)，在对变流器的测试运行过程中会存在高频同步的问题，因此变流器的测试装置需要具备隔离功能，使得电网可以与各个双向整流逆变单元之间隔离，可以采用双分裂变压器101实现这一隔离功能。

具体地，双分裂变压器由一个原边绕组和二个副边绕组组成，原边绕组可以和电网连接，两个副边绕组可以分为第一副边绕组和第二副边绕组，第一双向整流逆变单元102的交流输入端通过第一交流开关106与双分裂变压器的第一副边绕组连接；第三双向整流逆变单元104的交流输出端通过第四交流开关109、第五交流开关110与双分裂变压器的第二副边绕组连接。通过双分裂变压器的第一原边绕组实现第一双向整流逆变单元102与电网进行隔离、通过第一副边绕组实现第一双向整流逆变单元102与第三双向整流逆变单元104的隔离、通过第二副边绕组实现第三双向整流逆变单元104与电网的隔离。

可选地，变压器101为双绕组变压器。

其中，双绕组变压器可以包括两个绕组，分为一次绕组和二次绕组，二次绕组包括第一交流端和第二交流端。

当变压器101为双绕组变压器时，一次绕组可以与电网连接，第一交流端可以与第一交流开关106连接，第二交流端可以与第五交流开关110连接。可以实现第一双向整流逆变单元102和电网的隔离、第一双向整流逆变单元102和第三双向整流逆变单元104的隔离、第三双向整流逆变单元104和电网的隔离。

需要说明的是，变压器101还可以是其它类型的变压器101，只要具备三个接口可以实现第一双向整流逆变单元和电网的隔离、第一双向整流逆变单元和第三双向整流逆变单元的隔离、第三双向整流逆变单元和电网的隔离功能均可，本申请实施例对此不做限定。

可选地，第一双向整流逆变单元102、第二双向整流逆变单元103、第三双向整流逆变单元104均为基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元114。

其中，基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元114用于实现整流逆变功能。可选地，参考图2，基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元114包括：第一滤波电路1141、第一电流转换电路1142、第一稳压电路1143，第一滤波电路1141的输出端与第一电流转换电路1142的输入端连接，第一电流转换电路1142的输出端与第一稳压电路1143的输入端连接。

其中，如图2所示，第一电流转换电路1142可以包括第一IGBT和第二IGBT，第一IGBT和第二IGBT的区别在于第二IGBT结构不含有二极管。六个第一IGBT和三个第二IGBT共同组成了第一电流转换电路1142以实现基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元114的整流逆变功能。

具体地，如图2所示,基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元114可以包括第一滤波电路1141、第一电流转换电路1142、第一稳压电路1143。第一滤波电路1141的输出端与第一电流转换电路1142的输入端连接，第一电流转换电路1142的输出端与第一稳压电路1143的输入端连接；第一滤波电路1141可以实现整流/逆变单元运行时的滤波功能，第一电流转换电路1142中搭建三电平电路拓扑，可以实现整流逆变功能，第一稳压电路1143可以实现稳定直流母线电压的功能。

可选地，第一双向整流逆变单元102、第二双向整流逆变单元103、第三双向整流逆变单元104均为基于两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元115。

其中，基于两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元115可以实现整流逆变功能，相比于其它双向整流逆变单元可以节约成本。

可选地，参考图3，基于两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元115包括：第二滤波电路1151、第二电流转换电路1152、第二稳压电路1153，第二滤波电路1151的输出端与第二电流转换电路1152的输入端连接，第二电流转换电路1152的输出端与第二稳压电路1153的输入端连接。

其中，第二电流转换电路1152可以由六个第一IGBT组成，以实现基于两电平AC/DC双向整流逆变单元的整流逆变功能。

具体地，可以包括第二滤波电路1151、第二电流转换电路1152、第二稳压电路1153。第二滤波电路1151的输出端与第二电流转换电路1152的输入端连接，第二电流转换电路1152的输出端与第二稳压电路1153的输入端连接；第二滤波电路1151可以实现整流/逆变单元运行时的滤波功能，第二电流转换电路1152中搭建两电平电路拓扑，可以实现整流逆变功能，第二稳压电路1153可以实现稳定直流母线电压的功能。

需要说明的是，第一双向整流逆变单元102、第二双向整流逆变单元103、第三双向整流逆变单元104还可以为其它AC/DC双向整流逆变单元,本申请实施例对此不做限定。

可选地，第一双向整流逆变单元包括第一控制单元，第二双向整流逆变单元包括第二控制单元，第三双向整流逆变单元包括第三控制单元。

其中，第一控制单元用于调节第一双向整流逆变单元的输出参数；第二控制单元用于调节第二双向整流逆变单元的输出参数；第三控制单元用于调节第三双向整流逆变单元的输出参数。输出参数可以包括电压大小、电流大小、频率等参数。

在实际应用中对待测产品进行测试时，需要通过双向整流逆变单元将电压或者电流转换为符合应用的电流或者电压，电压或者电流的大小、频率等可以通过双向整流逆变单元中的控制单元进行调节。

例如：当闭合第一交流开关106、第二直流开关112、第二交流开关107、第一直流开关111，断开第三交流开关108、第三直流开关113、第四交流开关109、第一直流开关111，此时第一双向整流逆变单元102接入电路中，第一双向整流逆变单元102将电网接入的交流电转换为直流电，第一双向整流逆变单元102输出的第二直流开关112处的直流电压可调，用户可以根据实际应用需求通过第一双向整流逆变单元调节电压，此时可以完成待测产品的直流调压。

另外，第一控制单元、第二控制单元及第三控制单元，还可以用于控制测试装置中各个开关的闭合。

例如：当需要实现待测产品的直流调压功能时，则第一控制单元、第二控制单元及第三控制单元可以控制断开第三交流开关108、第三直流开关113、第四交流开关109、第一直流开关111，闭合第一交流开关106、第二直流开关112、第二交流开关107、第一直流开关111。

需要说明的是，第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元分别控制对应的具体开关，该对应的具体开关可以由用户进行具体设置，本申请实施例对此不做限定。

第二实施例

图4为本实用新型实施例提供的变流器的测试系统的局部示意图，请参考图4，变流器的测试系统包括测试装置、待测变流器116。

待测变流器116的直流接口与待测产品连接点105的直流端连接、待测变流器116的交流接口与待测产品连接点105的交流端连接。

其中，待测变流器116可以包括储能变流器、光伏逆变器还可以是其他变流器，本申请实施例对此不做限定。

可选地，系统还包括第一功率分析仪和第二功率分析仪，第一功率分析仪的输入接口与变压器的第一副边连接，第一功率分析仪的输出接口与第一交流开关连接；功率分析仪的输入接口与第五交流开关连接，第二功率分析仪的输入接口与变压器的第二副边连接。

第一功率分析仪和第二功率分析仪可以测量从电网输入交流电的电压、电流等，根据第一功率分析仪和第一功率分析仪判断电网输出的电流和电压是否异常来判断电网是否出现故障，可以根据判断电网的状态，启动或者关闭测试系统，以防止由于电网的故障，造成测试结果出现偏差。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种变流器的测试装置，其特征在于，包括：变压器、第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元、待测产品连接点；

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述变压器为双分裂变压器。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述变压器为双绕组变压器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元均为基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述基于三电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元包括：第一滤波电路、第一电流转换电路、第一稳压电路，所述第一滤波电路的输出端与所述第一电流转换电路的输入端连接，所述第一电流转换电路的输出端与所述第一稳压电路的输入端连接。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一双向整流逆变单元、第二双向整流逆变单元、第三双向整流逆变单元均为基于两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述两电平拓扑的AC/DC双向整流逆变单元包括：第二滤波电路、第二电流转换电路、第二稳压电路，所述第二滤波电路的输出端与所述第二电流转换电路的输入端连接，所述第二电流转换电路的输出端与所述第二稳压电路的输入端连接。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一双向整流逆变单元包括第一控制单元，所述第二双向整流逆变单元包括第二控制单元，所述第三双向整流逆变单元包括第三控制单元；

所述第一控制单元用于调节所述第一双向整流逆变单元的输出参数；

所述第二控制单元用于调节所述第二双向整流逆变单元的输出参数；

所述第三控制单元用于调节所述第三双向整流逆变单元的输出参数。

9.一种变流器的测试系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的测试装置、待测变流器；

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括第一功率分析仪和第二功率分析仪，所述第一功率分析仪的输入接口与所述变压器的第一副边连接，所述第一功率分析仪的输出接口与所述第一交流开关连接；所述功率分析仪的输入接口与所述第五交流开关连接，所述第二功率分析仪的输入接口与所述变压器的第二副边连接。