CN101151546B - 用于在发电机中产生电压暂降的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在发电机(2)特别是风力发电机中产生低电压暂降的装置，其包括：放置在发电机的控制箱(4)和连接到电网(30)的输出变压器(3)之间的电路，电网包括变压器(31)和用于每一相的多个串联阻抗(11、14、17；12、15、18；13、16、19)，与阻抗关联的开关(24、25、26；20、21、22；27)，即发电机短路装置，根据所需电压暂降类型有选择地操作开关。

Description

用于在发电机中产生电压暂降的装置
技术领域
本发明涉及在发电机上特别是在连接到风电厂的内部电网的风力涡轮机上产生电压暂降的装置。
背景技术
发电机如风力涡轮机连接到电厂的输出电网可以导致突然的电压阶跃，从而引起电网故障。在这样的情况下，执行适当的保护断开电网的故障部分，在相反的方向产生新的电压阶跃，在故障之前将电压恢复到正常的水平。两步骤的结合称为电压暂降，电压暂降由两个参数定义：电压阶跃的深度和持续时间。
电压暂降能导致风电厂从电网脱离，并带来后续的有害影响，因此要求风力涡轮机响应测试的暂降进行动作。
现有技术描述了为不同的目的产生电压暂降的多种不同的装置。
专利申请WO0060430号描述了响应可能发生的电压暂降检验玻璃生产厂的部件灵敏度的***，其包括采用至少两个双极开关连接到每一相电流的双级联工业自耦变压器，该***在机器的输出上产生电压暂降，电压暂降正比于各级上的各个自耦变压器的值。该***提供变化电压暂降的幅值和持续时间的选择，以及对每一相产生不同的电压暂降的选择。
美国专利第5886429号提出一种计算机控制和监测的测试台，用于测试连接到测试台的电子设备对测试台产生的电压暂降和电压突升的响应。
美国专利第5920132号描述了能够利用自耦变压器在小功率工业设备上产生电压降低的装置，仅用于低电压。
上述装置中没有一个应用于检验发电机如风力涡轮机响应不同类型的电压暂降的动作。必须考虑到每一个国家在这一问题上具有不同的标准，因此风力涡轮机制造商必须能够检验不同类型的电压暂降对其机器的影响，从而确保符合不同的标准。本发明对这一问题提出了解决方案。
发明内容
本发明的主题是用于测试在低电压下发电机如风力涡轮机响应电压暂降的动作的装置，电压暂降类似于可能出现在风力涡轮机连接到的电网上的电压暂降。
该装置包括：
-位于机器的发电机的输出与中压电网的变压器的输出之间的电路，为了描述性说明的目的，应当理解为发电机的输出位于控制箱中，中压电网具有用于涉及发电机的功率的Y-Δ型低压变压器、用于每一相的多个串联阻抗、分别与每一相关联的第一组开关、与串联阻抗关联的第二组开关和用于将电路接地的开关。
-用于产生短路电路的机构，通过激活第一组开关以选择单相、两相或三相电压暂降，通过激活第二组开关以选择电压暂降的深度，可选地，通过激活第三开关以产生对地短路电路；
-在出现电压暂降期间用于保护电网的机构，具体地，在出现电压暂降期间实现对电网干扰最小的电感。
参考附图，通过以下解释本发明目的的详细说明，能够发现本发明的其他特征和优点。
附图说明
图1是根据本发明用于产生电压暂降的装置的连接图。
图2是根据本发明用于产生电压暂降的装置的总图。
具体实施方式
在优选实施例中，本发明的装置1包含在位于风力涡轮机2的底部的平台或外壳中，风力涡轮机的功率等级在850千瓦-2兆瓦，且本发明的装置连接在位于风力涡轮机输出端的控制箱4与低压/中压变压器3之间。
如图1所示，装置1通过端口7连接到控制箱，并通过端口8连接到变压器3。装置1包括其他端口5、6、9和另一个用于接地的端口10。
该装置包括电路，电路具有：用于涉及发电机的功率的Y-Δ型低压变压器31；用于每一相的三个串联阻抗，阻抗11、14、17(相1)，阻抗12、15、18(相2)，阻抗13、16、19(相3)。如图2所示，这些阻抗一方面与用于每一相的第一组开关24、25、26关联，另一方面与由三个开关20、21、22构成的用于每一个阻抗的第二组开关关联，开关优选能流过600安培的电流，根据开关的状态将产生不同特性的短路电路，如单相或多相，以及不同的深度和持续时间，从而产生最大85％的深度和最长500毫秒的持续时间。
本发明的装置1还包括用于操作上述开关的必要操作和控制元件，从而产生不同类型的电压暂降。
上述装置1还装配有温度传感器，以控制装置的正确运行，所述温度必须在60℃-120℃的范围内。
装置1还包括电感23，优选60微亨，其在产生用于风力涡轮机2的电压暂降期间使对电网的干扰程度最小，从而电厂中的其余风力涡轮机能继续正常运行。
上述在相与相之间或相与地之间形成的电压暂降，如单相的或多相的，对地的或浮地的，由短路电路产生。根据本发明的装置1、开关24、25和26负责形成用于一相、两相或三相的短路电路，同时开关20、21和22与将中性点连接到地的开关27负责控制形成的电压暂降的深度。装置1从低压电网直接获取电源。
因此，根据本发明的装置1基于如下所述形成的单相或多相短路电路，能够相对于深度和持续时间提供八种不同类型的电压暂降，从而测试风力涡轮机2的控制箱4的响应：
-三相短路电路将产生长电压暂降(延长持续时间)或小电压暂降(深度小)；
-单相短路电路将产生长电压暂降(延长持续时间)或小电压暂降(深度小)；
-接地的两相短路电路将产生长电压暂降(延长持续时间)或小电压暂降(深度小)；
-两相短路电路将产生长电压暂降(延长持续时间)或小电压暂降(深度小)。
本装置的其他相关元件如下：
-电压和电流测量点；
-能够将风力涡轮机2直接连接到电网30的桥接机构；
-在“正常”模式与“暂降”模式之间切换的机构，其中正常模式下在变压器3断开该装置，暂降模式下连接该装置，从而优化现场测试时间。
在权利要求限定的范围内可以对上述优选实施例做出修改。

Claims (6)

1.用于在发电机中产生电压暂降的装置(1)，其中控制箱(4)在发电机的输出端，输出变压器(3)连接到电网(30)，其特征在于：
a)位于机器的控制箱(4)和连接到电网(30)的输出变压器(3)之间的电路，电网具有变压器(31)、用于每一相的多个串联阻抗(11、14、17；12、15、18；13、16、19)、分别与每一相关联的第一组开关(24、25、26)、与串联阻抗关联的第二组开关(20、21、22)、和用于将电路接地的第三开关(27)；
b)用于产生短路电路的机构，通过激活第一组开关(24、25、26)以选择单相、两相或三相电压暂降，通过激活第二组开关(20、21、22)以选择电压暂降的深度，和通过激活第三开关(27)以产生对地短路电路；及
c)用于在出现电压暂降期间保护电网的机构。
2.根据权利要求1所述的用于在发电机中产生电压暂降的装置(1)，其特征在于用于保护电网(30)的机构包括电感(23)以实现在电压暂降期间对电网的干扰程度最小。
3.根据权利要求1所述的用于在发电机中产生电压暂降的装置(1)，其特征在于发电机是风力涡轮机(2)。
4.根据权利要求3所述的用于在发电机中产生电压暂降的装置(1)，其特征在于风力涡轮机(2)的功率在850千瓦-2兆瓦之间。
5.根据权利要求3所述的用于在发电机中产生电压暂降的装置(1)，其特征在于所述装置还包括能够将风力涡轮机(2)直接连接到电网(30)的桥接机构。
6.根据权利要求3所述的用于在发电机中产生电压暂降的装置(1)，其特征在于所述装置还包括用于将其连接到输出变压器(3)或从输出变压器(3)分离的切换机构。
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