本實用新型涉及一種變流器測試裝置，一種直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測試裝置。

背景技術(shù)：

在風(fēng)電變流器行業(yè)， 國外ABB公司的產(chǎn)品基本能代表行業(yè)的最高技術(shù)水平， 產(chǎn)品系列比較齊全。近年來，國內(nèi)變流器技術(shù)也在不斷地發(fā)展，在國內(nèi)風(fēng)電變流器廠家中，許多擁有雄厚研發(fā)技術(shù)的公司都取得了不錯的成果，像合肥陽光、金風(fēng)科技、九州電氣、禾望電氣、中車株洲電力機車研究所等。為了滿足風(fēng)電變流器現(xiàn)場投運的要求，需要根據(jù)變流器的拓撲結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)場應(yīng)用工況，搭建測試平臺以檢測風(fēng)電變流器的各種性能指標(biāo)。

現(xiàn)有全功率變流器試驗系統(tǒng)方案的缺點是需要兩臺電機，一臺是同步發(fā)電機，一臺是原動機，原動機和發(fā)電機間需要聯(lián)軸器。因此組建一個這樣的地面試驗臺，需要的設(shè)備多，占地空間大，系統(tǒng)運行可靠性低，設(shè)備投資成本大，因為多了一個原動機的機械損耗和原動機變流器的損耗，系統(tǒng)雖是能量回饋系統(tǒng)，但能耗還是不小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種成本低、運行可靠、能耗低的直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測試裝置。

本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案是：一種直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測試裝置，包括高壓開關(guān)及測量單元、隔離降壓變壓器、第一測控及配電單元、環(huán)形功率回饋單元和測試單元，環(huán)形功率回饋單元包括三繞組變壓器、第二測控及配電單元、機側(cè)濾波單元、第三測控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、變流器，高壓開關(guān)及測量單元的輸入端與電網(wǎng)相連，高壓開關(guān)及測量單元的輸出端依次經(jīng)隔離降壓變壓器、第一測控及配電單元后與三繞組變壓器的一次側(cè)繞組相連，三繞組變壓器的二次側(cè)包括第一繞組和第二繞組，第一繞組經(jīng)第二測控及配電單元、機側(cè)濾波單元與變流器機側(cè)相連，第二繞組經(jīng)第三測控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元與變流器網(wǎng)側(cè)相連，所述測試單元分別與高壓開關(guān)及測量單元、第一測控及配電單元、三繞組變壓器，第二測控及配電單元、第三測控及配電單元相連。

上述直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測試裝置還包括無功補償裝置，無功補償裝置的輸入端與測試單元相連，無功補償裝置的輸出端與變流器網(wǎng)側(cè)相連。

上述直驅(qū)式風(fēng)電全功率變流器智能綜合測試裝置，所述測試單元包括PLC、通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機，所述PLC分別與高壓開關(guān)及測量單元、第一測控及配電單元、三繞組變壓器，第二測控及配電單元、第三測控及配電單元相連，通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機分別與PLC相連。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型設(shè)有環(huán)形功率回饋單元，其中三繞組變壓器二次側(cè)的第一繞組替代陪試變流器拖動電機，第二繞組用來模擬發(fā)電機并網(wǎng)過程的試驗系統(tǒng)，由于不用陪試變流器來拖動機組，可大大簡化設(shè)備組成，不需要原動機和原動機的驅(qū)動變流器，系統(tǒng)損耗較小，另外還省去了聯(lián)軸器，設(shè)備投資只占通常方案的一半。同時，測試裝置的占地空間較小，維護費用進一步減少，系統(tǒng)試驗運行可靠性大為提高，而系統(tǒng)能耗則大為減少。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為圖1中測試單元的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，本實用新型包括高壓開關(guān)及測量單元、隔離降壓變壓器、第一測控及配電單元、環(huán)形功率回饋單元、無功補償裝置和測試單元，環(huán)形功率回饋單元包括三繞組變壓器、第二測控及配電單元、機側(cè)濾波單元、第三測控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、變流器1，高壓開關(guān)及測量單元的輸入端與電網(wǎng)相連，高壓開關(guān)及測量單元的輸出端依次經(jīng)隔離降壓變壓器、第一測控及配電單元后與三繞組變壓器的一次側(cè)繞組相連，三繞組變壓器的二次側(cè)包括第一繞組和第二繞組，第一繞組經(jīng)第二測控及配電單元、機側(cè)濾波單元與變流器1機側(cè)相連，第二繞組經(jīng)第三測控及配電單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元與變流器1網(wǎng)側(cè)相連，所述測試單元分別與高壓開關(guān)及測量單元、第一測控及配電單元、三繞組變壓器，第二測控及配電單元、第三測控及配電單元相連，無功補償裝置的輸入端與測試單元相連，無功補償裝置的輸出端與變流器1網(wǎng)側(cè)相連。

環(huán)形功率回饋單元的原理：即變流器1在做通電試驗時，功率電流可以在這個環(huán)內(nèi)流動，功率電流沿三繞組變壓器→第二測控及配電單元→機側(cè)濾波單元→變流器1→網(wǎng)側(cè)濾波單元→第三測控及配電單元→三繞組變壓器循環(huán)，達到節(jié)能的目的。

如圖2所示，所述測試單元包括PLC、通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機，所述PLC分別與高壓開關(guān)及測量單元、第一測控及配電單元、三繞組變壓器，第二測控及配電單元、第三測控及配電單元相連，通訊單元、按鍵單元、顯示單元和上位機分別與PLC相連。

系統(tǒng)中測控及配電單元起到電能分配及測量與顯示電量的作用；隔離降壓變壓器T1主要起把輸入的高壓降壓到試驗所需要的低壓，本試驗為10KV/690V的變壓器；試驗用三繞組變壓器T2的二次側(cè)繞組中，機側(cè)一對繞組（第一繞組）模擬風(fēng)電系統(tǒng)中機側(cè)的輸入電源，網(wǎng)側(cè)一對繞組（第二繞組）模擬風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)電源；機側(cè)濾波單元和網(wǎng)側(cè)濾波單元主要是濾波和環(huán)流系統(tǒng)發(fā)生故障時，降低故障對變壓器、變流器等試驗主設(shè)備的沖擊；測控及配電單元中的動作信號可以通過測試臺上的PLC及通訊單元、按鍵單元、上位機操控界面來進行運程控制，測試臺既可以向各測控及配電單元發(fā)送信號，也可以把各測控及配電單元中的信號采集上來；試驗用三繞組變壓器中電壓的輸出調(diào)節(jié)也可通過PLC遠程控制來實現(xiàn)，實現(xiàn)試驗過程全自動化。在變流器低電壓穿越試驗時，無功補償裝置可以通過與變流器自身網(wǎng)側(cè)繞組的功率控制方式時輸出的功率分配來實現(xiàn)。

試驗時，先檢查試驗線路是否接好，線路接好后，給測試單元通入電源，啟動PLC及上位機，通過按鍵單元或者上位機操控界面啟動高壓開關(guān)及測量單元中的斷路器等需要合閘的器件，電源接通到隔離降壓變壓器T1，遠程控制第一測控及配電單元中的開關(guān)器件合閘啟動，把電網(wǎng)電源接入到環(huán)形功率回饋單元。此時，根據(jù)變流器1的實驗項目需要啟動上位機對應(yīng)的操作界面，控制環(huán)形功率回饋單元中的各設(shè)備組合運行。完成變流器1的試驗。

通過整機效率測試、電能質(zhì)量測試、電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)測試、溫升測試、過載能力測試、加載測試、穩(wěn)定運行時間測試等一系列試驗來判斷變流器的性能。由于三繞組變壓器T2為低壓變壓器，原邊電壓為690V，機側(cè)繞組與網(wǎng)側(cè)繞組都采用帶滑動觸頭的出線方式，滑動觸頭可以通過PLC控制電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)副邊各自電壓的變化，變化范圍為0-690V。因此可以通過試驗用三繞組變壓器來調(diào)節(jié)變流器1機側(cè)輸入電源，調(diào)節(jié)全功率風(fēng)電變流器的機側(cè)與網(wǎng)側(cè)的控制方式，調(diào)整三繞組變壓器網(wǎng)側(cè)的電壓，使變流器達到滿載狀態(tài)來輸出功率，觀察各個節(jié)點電網(wǎng)電壓、直流電壓、輸出功率、頻率、電流、電壓等參數(shù)的曲線是否正常。試驗過程中變流器的冷卻系統(tǒng)要正常工作，監(jiān)視采集的變流器溫度是否在正常范圍，通過測試話筒的測量值來檢測變流器的電磁噪聲是否在正常的范圍內(nèi)，通過電能質(zhì)量分析儀、電流互感器、電壓互感器、示波器等設(shè)備以及上位機采集的數(shù)據(jù)來記錄分析變流器的各種電參數(shù)，比如端電壓、電流、頻率等。通過這些試驗可以判斷變流器的特性以及各種參數(shù)是否達到設(shè)計要求。