一种用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置，该检测装置包括通过进线端设有的断路器分别与三相电连接的单相的空心电抗器，三个所述空心电抗器的另一端分别与相连的短路断路器和短路投切开关接连接，所述短路投切开关另一端通过中性点断路器连接中性线；所述空心电抗器为同时作为限流电抗器和短路电抗器的器件。该装置成本低廉，操作简单，在实现一体化设计的基础上，外部只需要连接进出线主回路，控制操作方便，且减少检测装置占地面积和维护量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置
本专利技术涉及一种光伏发电领域的系统，具体讲涉及一种用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置。
技术介绍
随着光伏发电在电力能源中所占比例越来越大，光伏发电系统对电网的影响已经不能忽略。当电网发生故障造成并网点电压跌落时，一旦光伏发电站大范围的脱网，可能造成电网电压与频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行，因此大型光伏电站必须具有低电压穿越能力。2012年颁布的国家标准GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》中明确规定：当光伏发电站并网点电压跌至如图1所示的曲线1以下时，光伏发电站可以从电网切出；光伏发电站并网点电压在曲线1以上时，光伏发电站应保证不脱网连续运行。检测装置一般采用无源电抗器接地短路或相间短路来模拟电网故障，如图2所示。图中电抗器X1、X2均为空心电抗器，电抗器X1为限流电抗器，是用来限制装置短路时对上级电网的影响；X1往往会并联有旁路开关。X2为短路电抗器。检测光伏逆变器时，首先断开S1，投入限流电抗器；然后闭合S2，投入短路电抗器，模拟电网故障时的电压跌落。电压跌落的百分比满足下列公式：式中Z1、Z2分别为电抗器X1、X2的阻抗值，Zk为电网的等效阻抗。目前检测机构常用的光伏逆变器低电压穿越检测装置，适用于最大500kW及以下容量光伏逆变器低电压穿越的检测。检测装置均采用多个不同感值的电抗器通过串并联组合方式形成不同参数X1、X2，从而模拟不同深度的电压跌落。用该套装置进行小型逆变器的检测，存在以下缺点：(1)大型检测装置需要用到多组电抗器进行串联并联，成本高，占地面积大；(2)大型检测装置中使用中压断路器投切模拟电压跌落，断路器具有一定的投切寿命，超过一定次数需要更换，造成设备的浪费；(3)大型检测装置使用需要消耗大量的感性无功，造成一定程度的电能浪费；(4)部分检测结构只需对小型逆变器进行检测，不满足建设大型检测装置的电网容量配置；(5)若按照大型检测装置的设计理念设计小型检测装置，其自身性价比太低，集成性不好，不易推广。因此，需要提供一种适用于小型(<50kW)并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种适用于小型(<50kW)并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置。实现上述目的所采用的解决方案为：一种用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置，其改进之处在于：所述检测装置包括通过进线端设有的断路器分别与三相电连接的单相的空心电抗器，三个所述空心电抗器的另一端分别与相连的短路断路器和短路投切开关接连接，所述短路投切开关另一端通过中性点断路器连接中性线；所述空心电抗器为同时作为限流电抗器和短路电抗器的器件。进一步的，所述空心电抗器包括20个抽头，抽头之间的电感值为5％总电感值；所述抽头的连接点分别一个连接负荷开关。进一步的，每相所述空心电抗器个数为一。进一步的，投入不同的负荷开关，所述限流电抗器和所述短路电抗器的参数就不同。进一步的，仅投入一个所述空心电抗器的负荷开关，当所述空心电抗器的抽头对应的负荷开关闭合时，所述抽头与0号抽头之间的电抗作为所述限流电抗器，所述抽头与20号抽头之间的电抗作为所述短路电抗器。进一步的，所述进线端设有的断路器为进线断路器，用于控制检测装置与电源的通断；所述短路断路器用于在检测时模拟电网的短路故障。进一步的，所述空心电抗器实现0％～95％的跌落幅值。进一步的，所述检测装置通过所述进线端设有的断路器、所述短路投切开关和短路电路器的开闭组合模拟10种电网的短路故障方式。进一步的，所述检测装置的出线端设有分别测量所述低电压穿越检测装置电压跌落电压波形和电流波形的电压互感器和电流互感器；所述电压互感器为Y/Y三相四线制电压互感器。进一步的，所述检测装置安装于机柜中，所述机柜的正面安装操作面板控制器，所述操作面板控制器包括用于控制断路器、投切开关和负荷开关的控制器和显示电压跌落幅值的显示器；所述低电压穿越检测装置的空心电抗器安装处设有避雷针。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、现有技术中,使用多组电抗器串并联组合切换的结构形成不同参数的X1X2,而本专利技术的装置采用多抽头单组电抗器结构替代,同一个电抗器一部分作为限流电抗器使用，一部分作为短路电抗器使用，减少了装置自身的体积。2、本专利技术的装置采用负荷开关和断路器的结构替代了现有技术中使用手动改抽头或用断路器的方式进行切换，电抗器的每一个抽头均和负荷开关连接，利用负荷开关通断性能切换电抗器的抽头。本专利技术的装置实现一体化设计，将电抗器、断路器、负荷开关以及控制模块以及操作屏安装在同一柜体内，外部只需要连接进出线主回路，减少了检测装置占地面积和维护量。3、本专利技术的装置操作方便，可以利用负荷开关的通断切换，快速实现多种幅值和多种跌落的切换，极大程度减少了检测的时间和工作量。4、本专利技术的装置成本低廉、检测便利，该检测装置的成本只是大型无源电抗器结构的检测装置的2～5％，非常适合各种光伏检测实验室和光伏逆变器产品制造商进行生产和研发，从而极大程度推广了相关检测技术。附图说明图1为国标低电压穿越能力要求示意图；图2为低电压穿越检测装置示意图；图3为本专利技术的用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置示意图；图4为本实施例的低电压穿越检测装置硬件结构正视图；图5为本实施例的低电压穿越检测装置硬件结构后视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。如图3所示，图3为本专利技术的用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置示意图，本专利技术提供的用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置包括进线端断路器QF1，空心电抗器L1、L2、L3，各空心电抗器的抽头连接的20各负荷开关，短路投切开关KM22、KM23、KM24、KM25，测量互感器，及避雷针。该系统中，单相的空心电抗器通过进线端处设置的进线端断路器QF1，进线断路器QF1为三相断路器，与三相电连接，三个空心电抗器的另一端分别与相连的短路断路器和短路投切开关接连接，所述短路投切开关另一端通过中性点断路器KM25连接中性线。空心电抗器的两端分别通过避雷器接地。本实施例中，A相连接的空心电抗器另一端依次连接短路断路器QF2和短路投切开关KM22；B相连接的空心电抗器另一端依次连接短路断路器QF2和短路投切开关KM23；C相连接的空心电抗器另一端依次连接短路断路器QF2和短路投切开关KM24。短路断路器QF2为三相断路器。每相所述空心电抗器个数为一。本实施例中，所述进线端设有的断路器为进线断路器，用于控制检测装置与电源的通断；所述短路断路器用于在检测时模拟电网的短路故障。本实施例中，空心电抗器包括20个抽头，抽头之间的电感值为5％总电感值；所述抽头的连接点分别连接负荷开关。空心电抗器既是限流电抗器，也是短路电抗器的器件。仅投入一个所述空心电抗器的负荷开关，当所述空心的电抗器的抽头对应的负荷开关闭合时，所述抽头与0号抽头之间的电抗作为限流电抗器，所述抽头与20号抽头之间的电抗作为短路电抗器。所述空心电抗器实现0％～95％的跌落幅值。投入不同的负荷开关，所述限流电抗器和所述短路电抗器的参数不同。如下表1所示，表1为检测装置跌落幅值对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置，其特征在于：所述检测装置包括通过进线端设有的断路器分别与三相电连接的单相的空心电抗器，三个所述空心电抗器的另一端分别与相连的短路断路器和短路投切开关接连接，所述短路投切开关另一端通过中性点断路器连接中性线；所述空心电抗器为同时作为限流电抗器和短路电抗器的器件。

【技术特征摘要】
1.一种用于小型并网光伏逆变器的低电压穿越检测装置，其特征在于：所述检测装置包括通过进线端设有的断路器分别与三相电连接的单相的空心电抗器，三个所述空心电抗器的另一端分别与三路相连的短路断路器和短路投切开关连接，所述短路投切开关另一端相连,并通过中性点断路器连接中性线；所述空心电抗器为同时作为限流电抗器和短路电抗器的器件。2.如权利要求1所述的低电压穿越检测装置，其特征在于：所述空心电抗器包括20个抽头，抽头之间的电感值为5％总电感值；每个所述抽头的连接点分别连接一个负荷开关。3.如权利要求2所述的低电压穿越检测装置，其特征在于：投入不同的负荷开关，所述限流电抗器和所述短路电抗器的参数不同。4.如权利要求3所述的低电压穿越检测装置，其特征在于：仅投入所述空心电抗器的一个负荷开关，当所述空心电抗器的抽头对应的负荷开关闭合时，所述抽头与0号抽头之间的电抗作为所述限流电抗器，所述抽头与20号抽头之间的电抗作为所述短路电抗器。5.如权利要求1所述的低电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李臻，韩华玲，张军军，秦筱迪，陈志磊，李政，牛晨晖，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11