一种电网模拟装置制造方法及图纸

一种电网模拟装置，包括耦合变压器和至少两个逆变器；一个逆变器A的输出火线分别独立连接耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组的一端，被连接原边绕组或被连接相互串联的原边绕组的另一端连接至电网模拟装置的输出火线；其他逆变器的输出端分别独立闭合连接耦合变压器被逆变器A的火线连接的耦合线圈组的副边绕组；在逆变器中，至少一个逆变器的输出电压中包括基波电压成分，至少一个逆变器的输出电压中包括谐波电压成分。本发明专利技术显著降低逆变器的开关损耗和制造成本，降低耦合变压器的制造成本，从而有效地降低包含谐波电压成分输出的电网模拟装置的制造难度和制造成本，满足大容量电网模拟装置的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模拟装置，具体涉及一种电网模拟装置。
技术介绍
随着发电、输电和用电等各类电气设备的广泛应用，电网适应性成为电气设备检测的重要内容。电网适应性检测通常包括对电网电压、频率的偏差及闪变、电网电压不平衡等内容的检测，更完整的电网适应性检测还包括对电网谐波适应性的检测内容。由于电网的偏差及畸变等因素具有很大的偶然性和不可控性，电网适应性检测一般需配置专用的电网模拟装置来进行。电网模拟装置一般为一个电压源，其输出电压从频率上可分为基波部分和谐波部分，谐波部分包含若干次谐波，谐波的频率是基波的整数倍(该整数即为谐波的次数)。按照具体需要，谐波部分可进一步依据其次数分为若干组，如2 7次谐波，8 25次谐波等等。如图1所示，现有的一种常用的电网模拟系统是电压跌落发生器10 (VSG-Voltage Sag Generator)，该装置包括基于多个变压器或变压器的多个抽头和串并联阻抗网络以及机械或电子开关组合。该电压跌落发生器可以模拟电网电压的变化，但功能单一，无法模拟频率变化，无法灵活调节电压，也无法输出谐波。为了解决现有电压跌落发生器的不足，出现了基于电力电子变换技术的电压扰动发生器(VDG-Voltage Disturbance Generator) 0电压扰动发生器20—般为一套交流-直流-交流的基本变换装置(其中包含关键的逆变器部分21)，如图2所示，或者采用多套交流-直流-交流变换装置组合成三相系统，或者级联成一个更高电压或更大容量的变换装置。由于逆变器的三相组合或逆变器级联可以认为只是单套装置的简单扩展，故逻辑上仍可认为是采用一套逆变器。电压扰动发生器可模拟电网电压及频率的变化，可实现无级调节，也可输出部分谐波。但是，现有的电压扰动发生器仍存在如下问题1、采用一套逆变器(或者多套逆变器级联)同时输出基波部分和谐波部分会显著加大系统的开关损耗，严重制约逆变器容量的进一步扩大。在IEC等测试标准中，由于电网电压的基波部分的幅值远远高于谐波部分的幅值，在连接待测设备工作后，一般基波电流的幅值也远远高于谐波部分的幅值。基于脉宽调制PWM原理，逆变器的开关频率一般需为其输出电压频率的几十倍以上，这样其调制电压经过输出滤波器后，才能输出较好的正弦度和较高控制精度的输出电压。例如，假设逆变器需输出的基波电压频率为50Hz，其功率半导体器件的开关频率可为3kHz，此时可输出的谐波部分一般不超过7次(即350Hz)，其输出LC滤波器的转折频率可设置为700Hz左右。若需要逆变器输出更高次的谐波成分，比如 25次谐波(即1250Hz)，则一般需提升其功率半导体器件的开关频率至12kHz或以上，且调整其输出LC滤波器的转折频率至3kHz左右。其结果是，为了支持谐波输出，调整后较高的功率半导体器件开关频率会显著加大系统的开关损耗，特别是与较大的基波电流部分相对应的损耗，严重制约逆变器容量的进一步扩大；2、同时，采用一套逆变器(或者多套逆变器级联)同时输出基波部分和谐波部分会显著加大系统制造的难度和成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种电网模拟装置，克服现有电压扰动发生器VDG存在的系统开关损耗高、严重制约逆变器容量的进一步扩大、系统制造难度大、成本高等缺陷，满足电气设备电网适应性检测的发展要求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种电网模拟装置，其特征在于，包括耦合变压器和至少两个逆变器；一个所述逆变器A的输出火线分别独立连接所述耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组的一端，被连接原边绕组或被连接的相互串联的原边绕组的另一端连接至所述电网模拟装置的输出火线；其他所述逆变器的输出端分别独立闭合连接所述耦合变压器被所述逆变器A的火线连接的所述耦合线圈组的副边绕组；在所述逆变器中，至少一个逆变器的输出电压中包括基波电压成分，至少一个逆变器的输出电压中包括谐波电压成分。在本专利技术的电网模拟装置中，所述逆变器为单相逆变器，所述逆变器A的输出火线连接所述耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组一端，被连接原边绕组或被连接的相互串联的原边绕组的另一端连接至所述电网模拟装置的输出火线，所述逆变器A的输出零线连接至所述电网模拟装置的输出零线；其他所述逆变器的输出火线和输出零线分别独立连接所述耦合变压器被所述逆变器A的火线连接的所述耦合线圈组的副边绕组的两端。在本专利技术的电网模拟装置中，所述逆变器A的火线连接的所述耦合变压器的耦合线圈组的数量为一个、两个、三个或多个，连接被所述逆变器A连接的所述耦合线圈组的副边绕组的其他所述逆变器的数量对应为一个、两个、三个或对应的多个。在本专利技术的电网模拟装置中，所述逆变器包括直流环节、单相逆变桥和单相滤波ο在本专利技术的电网模拟装置中，所述逆变器采用逆变器结构一，该逆变器结构一包括所述直流环节包括串联的两组对等的直流电容组，所述单相逆变桥包括两个串联的功率半导体开关器件，所述单相滤波器包括滤波电抗和滤波电容组；所述直流环节两端连接所述单相逆变桥输入端，所述直流环节的中点连接输出零线，所述单相逆变桥的中点连接所述单相滤波器，所述滤波电抗一端连接所述单相逆变桥的中点、另一端连接所述滤波电容组和输出火线，所述滤波电容组一端连接所述滤波电抗和所述输出火线，另一端连接所述直流环节中点和所述输出零线；或所述逆变器采用逆变器结构二，该逆变器结构二包括所述直流环节包括直流电容组，所述单相逆变桥包括两个桥臂，每个桥臂包括两个相串联的功率半导体开关器件， 所述单相滤波器包括滤波电抗和滤波电容组；所述直流环节两端连接所述单相逆变桥输入端，所述单相逆变桥一个桥臂的中点连接所述滤波电抗、另一个桥臂的中点连接所述滤波电容和输出零线，所述滤波电抗一端连接所述单相逆变桥一个桥臂的中点，另一端连接滤波电容组和输出火线，所述滤波电容组一端连接该滤波电抗和所述输出火线，另一端连接所述单相逆变桥的另一个桥臂的中点和所述输出零线；或所述逆变器采用逆变器结构一和逆变器结构二。在本专利技术的电网模拟装置中，所述逆变器A为三相逆变器，该逆变器A的各条火线分别独立连接所述耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组的一端，被连接原边绕组或被连接的相互串联的原边绕组的另一端连接至所述电网模拟装置的输出火线，所述逆变器A的输出零线连接至所述电网模拟装置的输出零线。在本专利技术的电网模拟装置中，所述逆变器A采用逆变器结构三，该逆变器结构三包括直流环节、三相逆变桥和三相滤波器，所述直流环节包括串联的两组对等的直流电容组，所述三相逆变桥包括三个桥臂，每个所述桥壁包括两个串联的功率半导体开关器件，所述三相滤波器包括三个滤波电抗组和三个滤波电容组，所述直流环节两端连接所述三相逆变桥输入端，所述直流环节的中点连接输出零线，所述三相逆变桥三个桥臂的中点分别独立连接所述三相滤波器中的滤波电抗组，所述三个滤波电抗组一端分别单独连接所述三相逆变桥的中点、另一端分别单独连接所述滤波电容组和输出火线，所述三个滤波电容组一端分别单独连接所述滤波电抗组和输出火线、另一端连接所述直流环节中点和输出零线；其他所述逆变器采用逆变器结构一，该逆变器结构一包括直流环节、单相逆变桥和单相滤波器，所述直流环节包括串联的两组对等的直流电容组，所述单相逆变桥包括两个串联的功率半导体开关器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电网模拟装置，其特征在于，包括耦合变压器和至少两个逆变器；一个所述逆变器Ａ的输出火线分别独立连接所述耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组的一端，被连接原边绕组或被连接的相互串联的原边绕组的另一端连接至所述电网模拟装置的输出火线；其他所述逆变器的输出端分别独立闭合连接所述耦合变压器被所述逆变器Ａ的火线连接的所述耦合线圈组的副边绕组；在所述逆变器中，至少一个逆变器的输出电压中包括基波电压成分，至少一个逆变器的输出电压中包括谐波电压成分。

【技术特征摘要】
1.一种电网模拟装置，其特征在于，包括耦合变压器和至少两个逆变器；一个所述逆变器A的输出火线分别独立连接所述耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组的一端，被连接原边绕组或被连接的相互串联的原边绕组的另一端连接至所述电网模拟装置的输出火线；其他所述逆变器的输出端分别独立闭合连接所述耦合变压器被所述逆变器A的火线连接的所述耦合线圈组的副边绕组；在所述逆变器中，至少一个逆变器的输出电压中包括基波电压成分，至少一个逆变器的输出电压中包括谐波电压成分。2.如权利要求1所述的电网模拟装置，其特征在于，所述逆变器为单相逆变器，所述逆变器A的输出火线连接所述耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组一端，被连接原边绕组或被连接的相互串联的原边绕组的另一端连接至所述电网模拟装置的输出火线，所述逆变器 A的输出零线连接至所述电网模拟装置的输出零线；其他所述逆变器的输出火线和输出零线分别独立连接所述耦合变压器被所述逆变器A 的火线连接的所述耦合线圈组的副边绕组的两端。3.如权利要求2所述的电网模拟装置，其特征在于，所述逆变器A的火线连接的所述耦合变压器的耦合线圈组的数量为一个、两个、三个或多个，连接被所述逆变器A连接的所述耦合线圈组的副边绕组的其他所述逆变器的数量对应为一个、两个、三个或对应的多个。4.如权利要求2所述的电网模拟装置，其特征在于，所述逆变器包括直流环节、单相逆变桥和单相滤波器。5.如权利要求4所述的电网模拟装置，其特征在于，所述逆变器采用逆变器结构一， 该逆变器结构一包括所述直流环节包括串联的两组对等的直流电容组，所述单相逆变桥包括两个串联的功率半导体开关器件，所述单相滤波器包括滤波电抗和滤波电容组；所述直流环节两端连接所述单相逆变桥输入端，所述直流环节的中点连接输出零线，所述单相逆变桥的中点连接所述单相滤波器，所述滤波电抗一端连接所述单相逆变桥的中点、另一端连接所述滤波电容组和输出火线，所述滤波电容组一端连接所述滤波电抗和所述输出火线，另一端连接所述直流环节中点和所述输出零线；或所述逆变器采用逆变器结构二，该逆变器结构二包括所述直流环节包括直流电容组，所述单相逆变桥包括两个桥臂，每个桥臂包括两个相串联的功率半导体开关器件，所述单相滤波器包括滤波电抗和滤波电容组；所述直流环节两端连接所述单相逆变桥输入端， 所述单相逆变桥一个桥臂的中点连接所述滤波电抗、另一个桥臂的中点连接所述滤波电容和输出零线，所述滤波电抗一端连接所述单相逆变桥一个桥臂的中点，另一端连接滤波电容组和输出火线，所述滤波电容组一端连接该滤波电抗和所述输出火线，另一端连接所述单相逆变桥的另一个桥臂的中点和所述输出零线；或所述逆变器采用逆变器结构一和逆变器结构二。6.如权利要求1所述的电网模拟装置，其特征在于，所述逆变器A为三相逆变器，该逆变器A的各条火线分别独立连接所述耦合变压器的耦合线圈组的原边绕组的一端，被连接原边绕组或被连接的相互串联的原边绕组的另一端连接至所述电网模拟装置的输出火线， 所述逆变器A的输出零线连接至所述电网模拟装置的输出零线。7.如权利要求6所述的电网模拟装置，其特征在于，所述逆变器A采用逆变器结构三，该逆变器结构三包括直流环节、三相逆变桥和三相滤波器，所述直流环节包括串联的两组对等的直流电容组，所述三相逆变桥包括三个桥臂，每个所述桥壁包括两个串联的功率半 导体开关器件，所述三相滤波器包括三个滤波电抗组和三个滤波电容组，所述直流环节两端连接所述三相逆变桥输入端，所述直流环节的中点连接输出零线，所述三相逆变桥三个桥臂的中点分别独立连接所述三相滤波器中的滤波电抗组，所述三个滤波电抗组一端分别单独连接所述三相逆变桥的中点、另一端分别单独连接所述滤波电容组和输出火线，所述三个滤波电容组一端分别单独连接所述滤波电抗组和输出火线、另一端连接所述直流环节中点和输出零线；其他所述逆变器采用逆变器结构一，该逆变器结构一包括直流环节、单相逆变桥和单相滤波器，所述直流环节包括串联的两组对等的直流电容组，所述单相逆变桥包括两个串联的功率半导体开关器件，所述单相滤波器包括滤波电抗和滤波电容组；所述直流环节两端连接所述单相逆变桥输入端，所述直流环节的中点连接输出零线，所述单相逆变桥的中点连接所述单相滤波器，所述滤波电抗一端连接所述单相逆变桥的中点、另一端连接所述滤波电容组和输出火线，所述滤波电容组一端连接所述滤波电抗和所述输出火线，另一端连接所述直流环节中点和所述输出零线；或其他所述逆变器采用逆变器结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：周党生，王云杰，盛小军，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气有限公司，
类型：发明
国别省市：94