CN103312183A - 用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源及其测试方法,包括三相升压变压器T1、三相相控整流桥SCR、三相变流器VSI,其中,三相升压变压器T1的输出端设置有三个第一触点,三相相控整流桥SCR的输入端设置有与三相升压变压器T1的三个第一触点相对应的第二触点;三相相控整流桥SCR的输出端分为两路,第一路输出端与三相变流器VSI的一个输入端连接,第二路输出端设置有第三触点d1,三相变流器VSI的另一个输入端设置有与第三触点d1相对应的第四触点d2;所述三相变流器VSI的两输入端之间连接有直流电容C,三相变流器VSI的输出端与三相升压变压器T1的输入端相连接,进而实现用一套测试装置分时模拟多种电力电子电路的实际应用场合。
Description
技术领域
本发明涉及大功率电抗器进行性能测试的技术领域,尤其涉及一种用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源及其测试方法。
背景技术
目前,我国对电抗器的测试主要依据《中华人民共和国国家标准GB10229-88电抗器》标准和《中华人民共和国国家标准GB1094.2-1996电力变压器温升》。该标准对常见的应用大容量电抗器的标准进行界定,而对于其他特殊电抗器在无相应国家标准的情况下,只能部分或全部采用该标准。
电抗器的测试分为电压、电流的测试。目前,国内对电抗器各个电压等级的测试已经有相对成熟的电源设备,西安变压器厂、沈阳变压器厂等变压器生产企业已经能对800KV以下的电抗器进行耐压测试。用于电力电子装置中电抗器的电流的测试,目前国内并无相应的测试标准,因此只能部分或全部采用电抗器测试标准。
用于电力电子装置中的电抗器的测试电流通常采用折算的方式,即将纹波电流、谐波电流经过一定的折算关系,折算成基波电流(或者直流电流),再用经过折算的基波电流(或直流电流)对电抗器进行测试。但是折算关系一般是根据工程经验得出来的,用经过折算后的电流对电抗器进行测试,不能准确反映实际工作时候的性能。因此,电抗器测试出来的性能与实际应用时的性能常常不一致。尤其用于大功率电力电子装置中,性能上的差异表现得更为明显。因此,传统的测试电源已经不能满足用于大功率电力电子装置中的电抗器的测试了。
近年来,国内外对可编程电源的研究和应用较多,谐波电流源的研究及应用也逐渐成为一个热点。目前,国内已有部分电抗器生产企业利用可编程电源对用于电力电子装置的电抗器进行测试。但是这些可编程电源容量都较小,输出电流达不到电抗器测试所需要的电流等级,且性能单一,只能用来输出某一种(或一类)电流波形,也即只能用来测试一种(或一类)电抗器,这对于电抗器生产企业来说,要实现对各种电抗器的测试,即要购买各种大容量的可编程电源,对于企业是一个极大的负担。
发明内容
针对上述缺陷或不足,本发明提供了一种用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源及其测试方法。
本发明的技术方案为:
一种用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源,包括三相升压变压器T1、三相相控整流桥SCR、三相变流器VSI,其中,三相升压变压器T1的输出端设置有三个第一触点,三相相控整流桥SCR的输入端设置有与三相升压变压器T1的三个第一触点相对应的第二触点;三相相控整流桥SCR的输出端分为两路,第一路输出端与三相变流器VSI的一个输入端连接,第二路输出端设置有第三触点d1,三相变流器VSI的另一个输入端设置有与第三触点d1相对应的第四触点d2;所述三相变流器VSI的两输入端之间连接有直流电容C,三相变流器VSI的输出端与三相升压变压器T1的输入端相连接。
所述三相升压变压器T1与电源之间连接有断路器K1。
所述三相升压变压器T1的输出端与第一触点之间连接有第一交流接触器K1。
所述三相变流器VSI的输出端与三相升压变压器T1的输入端之间连接有 第二交流接触器K2。
一种用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源的测试方法,包括以下步骤:
1)相控整流交流侧电抗器测试电路:
首先,将被测电抗器的三相接口连接于第一触点与第二触点之间;
然后,将第三触点d1与第四触点d2相连接,接通电源;
2)相控整流直流侧电抗器测试电路:
首先,将被测电抗器连接于第三触点d1与第四触点d2之间;
然后,将第一触点与第二触点相连接,接通电源。
本发明提供了一种用于晶闸管相控整流电路中电抗器性能进行测试的电源,通过在三相升压变压器T1的输出端设置三个第一触点,三相相控整流桥SCR的输入端设置有与三相升压变压器T1的三个第一触点相对应的第二触点,并且在三相相控整流桥SCR输出端与三相变流器VSI的输入端之间设置对应触点,使得本发明不单功率可以得到很大提高,而且可以用一套测试电源分时模拟多种电力电子电路的实际应用场合,再现了各电抗器的应用场合及输出实际工作点的电流波形。这样电抗器生产企业就能准确测量出电抗器参数,改变对电抗器参数测量不准确的现状。同时可为电抗器生产厂家节约购买装置费用和场地建设费用。
附图说明
图1是本发明提供的用于相控整流电路中电抗器性能进行测试的电源的电路图;
图2是用于相控整流电路中电抗器性能进行测试的电源的并网电抗器测试电路图;
图3是本发明提供的相控整流电路中电抗器性能进行测试相控整流直流侧电抗器测试电路图;
图4是本发明提供的相控整流电路中电抗器性能进行测试的***的控制图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
参考图1所示,本发明提供了一种用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源,尤其用于晶闸管相控整流电路中电抗器性能进行测试的电源,其包括与交流电源相连接的三相升压变压器T1、三相相控整流桥SCR、三相变流器VSI,以及用于连接被测电抗器的配线器:
其中,所述三相升压变压器T1与电源之间连接有断路器K1,三相升压变压器T1的输出端设置有三个第一触点,依次记为a2、b2、c2,三相升压变压器T1的输出端与第一触点之间连接有第一交流接触器K1,三相相控整流桥SCR的输入端设置有与三相升压变压器T1的三个第一触点相对应的第二触点,记为a3、b3、c3。
三相相控整流桥SCR的输出端分为两路,第一路输出端与三相变流器VSI的一个输入端连接,第二路输出端设置有第三触点d1,三相变流器VSI的另一个输入端设置有与第三触点d1相对应的第四触点d2;所述三相变流器VSI的两输入端之间连接有直流电容C,三相变流器VSI的输出端与三相升压变压器T1的输入端相连接,且所述三相变流器VSI的输出端与三相升压变压器T1的输入端之间连接有第二交流接触器K2。
本发明中对被测电抗器性能进行测试的方法为:
1)相控整流交流侧电抗器测试电路:
首先,将被测电抗器的三相接口连接于第一触点与第二触点之间;
然后,将第三触点d1与第四触点d2相连接,接通电源;
参见图2所示,其中L1位置放置的是被测电抗器。为了实现该测试,此时,先将被测电抗器的三相分别接于a2、a3;b2、b3和c2、c3之间;第三触点d1接第四触点d2,然后控制***根据预先设定的模式,自动控制断路器K1,接触器K2,K3闭合,最终实现如上图的电路拓扑。
工作机理:通过控制相控整流电路导通角将直流侧电压稳住,利用并网变流器控制向电网中所送有功电流的大小即可控制相控交流侧电流的峰峰值。这样即可测试相控整流交流侧电抗器在不同的导通角下,流过不同额定电流时的工作状态。
2)相控整流直流侧电抗器测试电路:
首先,将被测电抗器连接于第三触点d1与第四触点d2之间;
然后,将第一触点与第二触点相连接,接通电源。
参见图3所示,其中,L2位置放置的正是被测电抗器,为了实现该测试,此时,先将被测电抗器接于d1,d2之间;a2接a3,b2接b3,c2接c3,然后控制***根据预先设定的模式,自动控制断路器K1,接触器K2,K3闭合,最终实现如上图的电路拓扑。
工作机理:通过控制相控整流电路的导通角将直流侧电压稳住,利用并网变流器控制注入电网电流的基波有功成分控制相控整流直流侧电流的平均值,控制负序五次电流分量来控制相控整流直流侧电流的六次波动。
3)***的控制策略
控制***由上位机,处理器和采样电路以及驱动电路构成,参见图4所示,将给定电流与采样电流经过处理后与PLL(Phase Locked Loop,锁相环路)叠加后输出锯齿波;将给定电压与采样电压经过处理后与PLL叠加后输出矩形波。
需要说明的是,本发明中的多个触点可以有不同的连接方式,从而实现 模拟不同的模拟多种电力电子电路的实际应用场合,再现了各电抗器的应用场合及输出实际工作点的电流波形,不仅限于实施例中所列举的方式。
本发明的有益效果为:
本电抗器测试装置在各拓扑下可分别出电流的能力如下:
相控交流侧电抗器的电流峰值最大可以出到350A;
相控直流侧电抗器的电流平均值可以出到250A且六脉波可被平滑调节;
这样的电流基本能满足对各应用场合下电抗器的模拟实况测试,可以更加准确地把握电抗器在实际工况中的性能。而且本测试电源可以在两种电路拓扑中方便的进行切换,加上触摸屏人机界面使得用户更加轻松地进行操作。
并且,本套***的各项实验均实现了并网,并且可以对网侧电能质量实现有源滤波,这样不仅可以大大降低能源的消耗,而且不会对电网造成污染。
Claims (5)
1.一种用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源,其特征在于:包括三相升压变压器T1、三相相控整流桥SCR、三相变流器VSI,其中,三相升压变压器T1的输出端设置有三个第一触点,三相相控整流桥SCR的输入端设置有与三相升压变压器T1的三个第一触点相对应的第二触点;三相相控整流桥SCR的输出端分为两路,第一路输出端与三相变流器VSI的一个输入端连接,第二路输出端设置有第三触点d1,三相变流器VSI的另一个输入端设置有与第三触点d1相对应的第四触点d2;所述三相变流器VSI的两输入端之间连接有直流电容C,三相变流器VSI的输出端与三相升压变压器T1的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源,其特征在于:所述三相升压变压器T1与电源之间连接有断路器K1。
3.根据权利要求1所述的用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源,其特征在于:所述三相升压变压器T1的输出端与第一触点之间连接有第一交流接触器K1。
4.根据权利要求1所述的用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源,其特征在于:所述三相变流器VSI的输出端与三相升压变压器T1的输入端之间连接有第二交流接触器K2。
5.一种基于权利要求1所述的用于相控整流电路中电抗器性能测试的电源的测试方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)相控整流交流侧电抗器测试电路:
首先,将被测电抗器的三相接口连接于第一触点与第二触点之间;
然后,将第三触点d1与第四触点d2相连接,接通电源;
2)相控整流直流侧电抗器测试电路:
首先,将被测电抗器连接于第三触点d1与第四触点d2之间;
然后,将第一触点与第二触点相连接,接通电源。
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