CN111751635A - 一种交流网压突变模拟*** - Google Patents

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Abstract

一种交流网压突变模拟***，其包括：牵引变压器，其原边绕组用于与交流接触网连接；电抗器分压电路，其与牵引变压器的次边绕组连接，用于根据网压突变模拟需要切换自身的分压状态；牵引变流器，其交流输入端与电抗器分压电路连接，交流输出端用于与牵引电机连接。本***的的电压突变程度不会受到被试品电流大小的影响，因此针对不同的产品、不用的工况，本***在进行电压突变模拟时并不需要像现有技术那样重新计算电阻值，这样也就可以大大减小试验人员的工作量，进而提高试验效率，并且还能够避免试验人员在试验过程中的安全隐患。

Description

一种交流网压突变模拟***
技术领域
本发明涉及电力机车技术领域，具体地说，涉及一种交流网压突变模拟***。
背景技术
在机车车辆运行过程中，必然存在实际电网的电压突变等各种复杂情况。为了模拟机车车辆的实际运行环境，检测被试设备的可靠性，根据IEC 61377、GB/T 25117、GB/T25122等系列标准要求，轨道交通电传动***、牵引变流器均需要进行供电电压突变试验的考核。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种交流网压突变模拟***，所述***包括：
牵引变压器，其原边绕组用于与交流接触网连接；
电抗器分压电路，其与所述牵引变压器的次边绕组连接，用于根据网压突变模拟需要切换自身的分压状态；
牵引变流器，其交流输入端与所述电抗器分压电路连接，交流输出端用于与牵引电机连接。
根据本发明的一个实施例，所述电抗器分压电路还包括：
模拟控制器，其与所述电抗器分压电路连接，用于根据网压突变模拟需求生成相应的控制指令，以控制所述电抗器分压电路切换自身的分压状态。
根据本发明的一个实施例，所述电抗器分压电路包括若干结构相同的电抗器分压支路，各个电抗器分压支路连接在所述牵引变压器和牵引变流器的相应端口之间。
根据本发明的一个实施例，所述电抗器分压支路包括：
第一切换开关，其第一端与所述牵引变压器的次边绕组连接；
第二切换开关，其第一端形成所述电抗器分压支路的第一外接端口与所述牵引变流器连接，第二端与所述第一切换开关的第二端连接；
并联的第一电抗器和第一可控开关，所述第一电抗器的第一端与所述第一切换开关的第三端连接，第二端与所述第二切换开关的第三端连接；
第二电抗器和第二可控开关，所述第二电抗器与第二可控开关串联形成的电路的一端与所述第一电抗器的第二端连接，另一端形成所述电抗器分压支路的第二外接端口与所述牵引变流器连接；
其中，所述第一切换开关和第二切换开关配置为根据网压突变需要同步地分别将各自地第一端与第二端之间的电连接导通或是将第一端与第三端之间的电连接导通。
根据本发明的一个实施例，当所述网压突变模拟需求为降压突变模拟时，所述模拟控制器配置为执行以下步骤：
步骤a、在接收到降压突变模拟指令后控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开；
步骤b、控制连接所述牵引变压器与交流接触网的主断路器闭合，并分别将所述第一切换开关和第二切换开关的第一端口与其第三端口之间的电连接导通，运行被试***至预设工况；
步骤c、控制所述第一可控开关断开同时控制所述第二可控开关闭合。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤a中，在控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开后，判断所述电抗器分压支路是否为降压突变准备状态，如果是，则执行所述步骤b，否则重新执行所述步骤a。
根据本发明的一个实施例，当所述电抗器分压电路包括一路电抗器分压支路时，所述模拟控制器配置为根据如下步骤判断所述电抗器分压支路是否为降压突变准备状态：
获取突降使能信号和突升使能信号，其中，当网压突变模拟需求为降压突变模拟时，所述突降使能信号为高电平信号，所述突升使能信号为低电平信号；
将所述突升使能信号取反后与所述突降使能信号进行与门逻辑运算，得到第一与门信号；
获取该电抗器分压支路中的第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的断开状态信号，其中，所述闭合状态信号为高电平时表征所述第一可控开关正常闭合，所述断开状态信号为高电平时表征所述第二可控开关正常断开；
将所述第一与门信号、第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的关断状态信号进行与门逻辑运算，得到第二与门信号；
其中，如果所述第二与门信号为高电平信号，则判定所述电抗器分压支路处于降压突变准备状态。
根据本发明的一个实施例，当所述电抗器分压电路包括两路电抗器分压支路时，所述模拟控制器配置为根据如下步骤判断所述电抗器分压支路是否为降压突变准备状态：
获取突降使能信号和突升使能信号，其中，当网压突变模拟需求为降压突变模拟时，所述突降使能信号为高电平信号，所述突升使能信号为低电平信号；
将所述突升使能信号取反后与所述突降使能信号进行与门逻辑运算，得到第一与门信号；
获取电抗器分压支路选取信号，其中，当选取其中一路电抗器分压支路时，该路电抗器分压支路的突变使能信号为高电平信号，另一路电抗器分压支路的突变使能信号为低电平信号；
获取所选取的电抗器分压支路中的第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的断开状态信号，其中，所述闭合状态信号为高电平时表征所述第一可控开关正常闭合，所述断开状态信号为高电平时表征所述第二可控开关正常断开；
将所述第一与门信号与第一电抗器分压支路的突变使能信号、第一电抗器分压支路的第一可控开关的闭合状态信号、第二可控开关的断开状态信号进行与门逻辑运算，得到第三与门信号；
将所述第一与门信号与第二电抗器分压支路的突变使能信号、第二电抗器分压支路的第一可控开关的闭合状态信号、第二可控开关的断开状态信号进行与门逻辑运算，得到第四与门信号；
将所述第一电抗器分压支路的突变使能信号取反后与所述第三与门信号进行或门逻辑运算，得到第一或门信号，将所述第二电抗器分压支路的突变使能信号取反后与所述第四与门信号进行或门逻辑运算，得到第二或门信号；
将所述第一电抗器分压支路的突变使能信号取反后与第二电抗器分压支路的突变使能信号取反后的信号进行与非门逻辑运算，得到第一与非门信号；
将所述第一或门信号、第二或门信号和第一与非门信号进行与门逻辑运算，得到第五与门信号，
其中，如果所述第五与门信号为高电平信号，则判定所述电抗器分压支路处于降压突变准备状态。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤c中，控制所述第一可控开关断开同时控制所述第二可控开关闭合后，还通过计时判断计时时长是否达到预设时长，如果达到，则控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开。
根据本发明的一个实施例，当所述网压突变模拟需求为升压突变模拟时，所述模拟控制器配置为执行以下步骤：
步骤d、在接收到升压突变模拟指令后控制所述第一可控开断开同时控制所述第二可控开关闭合；
步骤e、控制连接所述牵引变压器与交流接触网的主断路器闭合，并将所述第一切换开关和第二切换开关的第一端口与其第三端口之间的电连接导通，运行被试***至预设工况；
步骤f、控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开。
相较于现有方法，本发明所提供的交流网压突变模拟***的的电压突变程度不会受到被试品电流大小的影响，因此针对不同的产品、不用的工况，本***在进行电压突变模拟时并不需要像现有技术那样重新计算电阻值，这样也就可以大大减小试验人员的工作量，进而提高试验效率，并且还能够避免试验人员在试验过程中的安全隐患。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是现有的网压突变模拟装置的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的交流网压突变模拟***的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的第一电抗器分压支路的电路结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的第一电抗器分压支路的等效电路图；
图5是根据本发明一个实施例的模拟电网电压降压突变模拟的实现流程示意图；
图6是根据本发明一个实施例的模拟电网电压升压突变模拟的实现流程示意图；
图7是根据本发明一个实施例的模拟控制器控制电抗器分压电路模拟电网电压突变的具体实现流程示意图；
图8和图9是根据本发明一个实施例的状态指示灯的控制逻辑示意图；
图10和图11是根据本发明一个实施例的状态指示灯的控制逻辑示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1示出了现有的网压突变模拟装置的结构示意图。
如图1所示，现有的网压突变模拟装置包括：牵引变压器101、电阻分压电路102、牵引变流器103以及牵引电机104等。在正常工作模式下，开关QS1和开关QS2均打至A位，依次闭合开关QF0、开关QF3、开关QF4、开关QF5以及开关QF6，进行所需工况的试验，此过程并不涉及网压突变。
而在网压突变模式下，将开关QS1和开关QS2均打至B位，此时需要根据试验工况对应的电流值以及电压突变幅度，计算分压电阻R的大小。
其中，当需要进行网压突降模拟时，需要依次闭合开关QF1、开关QF0、开关QF3、开关QF4、开关QF5、开关QF6，运行被试牵引变流器103至试验所需工况后，闭合开关QF2并断开开关QF1。此时由于电阻R的分压作用，因此也就可以完成网压降压突变试验。
当需要进行网压突升模拟时，需要依次闭合开关QF2、开关QF0、开关QF3、开关QF4、开关QF5、开关QF6，运行被试牵引变流器103至试验所需工况后，闭合开关QF1并断开开关QF2。此时由于电阻R被旁路而不再分压，因此也就可以完成网压升压突变试验。
然而，发明人通过对现有的网压突变模拟装置的原理、结构以及工作过程进行分析发现，现有的网压突变模拟装置存在着诸多缺点。
例如，对于现有的网压突变模拟装置来说，电压突变程度与通过电阻的电流大小强相关，针对不同的产品、不同的工况，都需要调整分压电阻的电阻值大小，并需要进行多次试验来满足试验需求。同时，现有的网压突变模拟装置每次试验均需要重新接线，这样也就导致了整个试验过程工作强度大、效率低下，而重新接线也会导致整个试验过程存在较大的安全隐患。
针对现有技术中所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新的交流网压突变模拟***，该***是一种基于全耦合电抗器的电压突变试验***，其能够消除电流值对电压突变幅度的影响。
图2示出了本实施例所提供的交流网压突变模拟***的结构示意图。
如图2所示，本实施例所提供的交流网压突变模拟***优选地包括：牵引变压器201、电抗器分压电路202以及牵引变流器203。其中，牵引变压器201的原边绕组用于与交流接触网连接。具体地，本实施例中，牵引变压器201的原边绕组优选地通过主断路器QF0与交流接触网连接。其中，交流接触器可以提供诸如25kV的交流电。
电抗器分压电路202与牵引变压器201的次边绕组连接，其能够根据网压突变模拟需要切换自身的分压状态。牵引变流器203的交流输入端与电抗器分压电路202连接，其交流输出端用于与牵引电机连接。牵引变流器203能够对电抗器分压电路202所传输来的交流电进行变频，从而得到所需要的特定频率的交流电并利用该交流电驱动牵引电机的运行。
电抗器分压电路202包括若干结构相同的电抗器分压支路。例如，本实施例中，电抗器分压电路202包含两路电抗器分压支路(即第一电抗器分压支路202a和第二电抗器分压支路202b)。
如图2所示，本实施例中，第一电抗器分压支路202a优选地包括：第一切换开关QS1、第二切换开关QS2、第一电抗器L1、第二电抗器L2、第一可控开关QF1以及第二可控开关QF2、第三切换开关QS3以及第四切换开关QS4。
本实施例中，该***所用电抗器包含多个抽头，且不同抽头之间组成的电抗均全耦合。在试验时，通过采用其中三个抽头来组成第一电抗器L1以及第二电抗器L2。例如，假设依次选取的为第1、2、3这三个抽头，它们之间的电抗值分别为L1、L2。
本实施例中，第一切换开关QS1的第一端与牵引变压器201的次边绕组连接，第二端(即A端)与第二切换开关QS2的第二端(即A端)连接，第一切换开关QS3的第三端(即B端)与第一电抗器L1的第一端连接。
第二切换开关QS2的第一端形成第一电抗器分压支路202a的第一外接端口来与牵引变流器203连接，第三端(即B端)与第一电抗器L1的第二端连接。第一可控开关QF1并联在第一电抗器L1的两端。
第二电抗器L2与第二可控开关QF2串联形成的电路的一端与第一电抗器L1的第二端连接，另一端则与第四切换开关QS4的第三端(即B端)连接。如图2所示，本实施例中，第二电抗器L2的第一端与第一电抗器L2的第二端连接，第二端则与第二可控开关QF2连接。
当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，第二电抗器L2与第二可控开关QF2的位置还可以进行调换，本发明并不对此进行限定。
第三切换开关QS3的第一端与牵引变压器201的次边绕组连接，第二端(即A端)与第四切换开关QS4的第二端(即A端)连接，第三端与第四切换开关QS4的第三端连接。第四切换开关QS4的第一端则形成第一电抗器分压支路202a的第二外接端口来与牵引变流器203连接。
本实施例中，上述第一切换开关QS1、第二切换开关QS2、第三切换开关QS3以及第四切换开关QS4采用单刀双掷开关来实现。当然，在本发明的其他实施例中，上述切换开关还可以采用其他合理的电路或是器件来实现，本发明并不对此进行限定。
本实施例中，第一切换开关QS1、第二切换开关QS2、第三切换开关QS3以及第四切换开关QS4优选地配置为根据网压突变需要同步地分别将各自的第一端口与第二端(即A端)之间的电连接导通或是将第一端口与第三端(即B端)之前的电连接导通。
同时，还需要指出的是，在本发明的其他实施例中，上述第一电抗器分压支路202a中还可以不配置第三切换开关QS3和/或第四切换开关QS4。例如，当第一电抗器分压支路202a中不配置第三切换开关QS3和第四切换开关QS4时，第二电抗器L2与第二可控开关QF2串联形成的电路的一端与第一电抗器L1的第二端连接，另一端则会形成电抗器分压支路202a的第二外接端口来与牵引变流器203连接。
本实施例中，由于电抗器分压所包含的若干电抗器分压支路的结构相同，因此在此不再对第二电抗器分压支路202b的内容进行赘述。并且，为了描述的方便，以下以第一电抗器分压支路202a为例来进行进一步地分析说明。
图3示出了本实施例中第一电抗器分压支路202a的电路结构示意图，对该电抗器分压支路进行解耦合以及变压器等效，可以得到如图4所示的等效电路图。
根据图4，可以得到：
Figure BDA0002010501950000081
其中，Rd表示电网等效电阻，Ld表示电网等效电感，L1表示第一电抗器的电抗值，L2表示第二电抗器的电抗值，
Figure BDA0002010501950000082
表示第一回路电流，
Figure BDA0002010501950000083
表示第二回路电流，M表示耦合电感，
Figure BDA0002010501950000084
表示电网电压。
根据表达式(1)，可以得到：
Figure BDA0002010501950000085
因此，也就可以进一步得到：
Figure BDA0002010501950000086
其中，
Figure BDA0002010501950000087
表示第二电抗器两端的电压。
在表达式(3)中，存在：
Z＝Rd+jwLd (4)
其中，Z表示变压器的短路阻抗。
按照电力机车牵引变流器试验用牵引变压器参数(例如860V/1700A)、一定的(例如8％)的短路阻抗进行思源，可以得到变压器的短路阻抗大小约为0.04Ω。而
Figure BDA0002010501950000088
与
Figure BDA0002010501950000089
的数量级相同，L2+M与L2的数量级相同，因此
Figure BDA00020105019500000810
的变化对于表达式(3)的结果的影响可以忽略。这样表达式(3)也就可以简化为：
Figure BDA0002010501950000091
此时电压跌落比τ为：
Figure BDA0002010501950000092
由表达式(5)可以看出，电压跌落比τ(其表征电压跌落程度)与被试产品电流的大小无关，或者说可以忽略不计。而由于电压突变程度与被试产品的电流大小无关，因此针对不同的产品、不同的工况，电压突变时也就不需要重新计算电抗值，这样也就极大减小了试验人员的工作量，提高了试验效率，进而能够有效避免试验人员的安全隐患。
本实施例中，该交流网压突变模拟***优选地还包括模拟控制器(图中未示出)。模拟控制器与电抗器分压电路202连接，其能够根据网压突变模拟需求生成相应的控制指令，以控制电抗器分压电路202切换自身的分压状态。
图5示出了本实施例中模拟控制器控制电抗器分压电路模拟电网电压降压突变模拟的实现流程示意图。假设所选取的电抗器分压支路为第一电抗器分压支路202a。
如图5所示，当所需要进行的网压突变模拟为降压突变模拟时，模拟控制器在接收到降压突变模拟指令后，首先会在步骤S501中控制所选取的第一电抗器分压支路202a中的第一可控开关QF1闭合同时控制第二可控开关QF2断开。随后，模拟控制器会在步骤S502中控制连接牵引变压器201与交流接触网的主断路器QF0闭合，并将第一切换开关QS1、第二切换开关QS2、第三切换开关QS3以及第四切换开关QS4各自的第一端口与其第三端口(即B端)之间的电连接导通，运行被试***至预设工况。随后，模拟控制器会在步骤S503中控制第一可控开关QF1断开同时控制第二可控开关闭合。这样也就实现了网压突降的模拟。
同理，当网压突变模拟需求为升压突变(即突升)模拟时，如图6所示，本实施例中，模拟控制器在接收到升压突变模拟指令后，首先会在步骤S601中控制所选取的第一电抗器分压支路202a中的第一可控开关QF1断开同时控制第二可控开关QF2闭合。随后，模拟控制器会在步骤S602中控制连接牵引变压器201与交流接触网的主断路器QF0闭合，并将第一切换开关QS1、第二切换开关QS2、第三切换开关QS3以及第四切换开关QS4各自的第一端口与其第三端口(即B端)之间的电连接导通，运行被试***至预设工况。随后，模拟控制器会在步骤S603中控制第一可控开关QF1闭合同时控制第二可控开关断开。这样也就实现了网压突升的模拟。
图7示出了本实施例中模拟控制器控制电抗器分压电路模拟电网电压突变的具体实现流程示意图。
如图7所示，本实施例中，模拟控制器首先会在步骤S701中确定所需要使用的电抗器分压支路。具体地，模拟控制器可以通过控制界面上的相干按键来获取用户所选择的电抗器分压支路，这样也就得到了所需要使用的电抗器分压支路。
本实施例中，当选择某一电抗器分压支路后，该电抗器分压支路的突变使能信号则优选地被高电平信号(即数字信号中的“1”)；而当该电抗器分压支路未被选择时，该电抗器分压支路的突变使能信号则优选地被配置为低电平信号(即数字信号中的“0”)。
模拟控制器还会在步骤S702中确定突变类型。本实施例中，同样地，模拟控制器可以通过控制界面上的相干按键来获取用户所期望模拟的突变，这样也就可以确定出突变类型。具体地，本实施例中，上述突变类型优选地可以是升压突变(即突升)或是降压突变(即突降)。
需要指出的是，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，上述步骤S701和步骤S702的具体执行顺序可以根据实际需要进行确定，本发明并不对此进行限定。
随后，模拟控制器会在步骤S703中根据步骤S702中所确定出的突变类型来控制步骤S701中所确定出的电抗器分压支路中各个开关器件的通断状态，并在步骤S704中确定状态指示灯是否正常。其中，上述状态指示灯能够表征电抗器分压支路是否处于进行电压突变的准备状态。
图8和图9示出了本实施例中状态指示灯的控制逻辑示意图。
如图8所示，本实施例中，当电抗器分压电路包括两路电抗器分压支路时，模拟控制器配置为首先获取突降使能信号和突升使能信号。其中，当网压突变模拟需求为降压突变模拟时，突降使能信号则会为高电平(即数字信号中的“1”)，而突升使能信号则会为低电平(即数字信号中的“0”)。
随后，模拟控制器会利用第一非门801将上述突升使能信号取反，并利用第一与门将上述取反后的信号与突降使能信号进行与门逻辑运算，从而得到第一与门信号。
具体地，当需要进行电压突降模拟时，突升使能信号为低电平的“0”，而突降使能信号则为高电平的“1”，因此第一与门信号则会为高电平的“1”。
在得到第一与门信号后，如图8所示，本实施例中，模拟控制器会获取电抗器分压支路选取信号。其中，当选取其中一路电抗器分压支路时，该路电抗器分压支路的突变使能信号则会为高电平信号(即数字信号中的“1”)，而另一路电抗器分压支路的突变使能信号则会为低电平信号(即数字信号中的“0”)。
同时，模拟控制器还会获取所选取的电抗器分压支路中的第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的断开状态信号。其中，在降压突变模拟试验中，当上述闭合状态信号为高电平时则表示第一可控开关正常闭合，断开状态信号为高电平时则表示第二可控开关正常断开。
随后，模拟控制器会将上述第一与门信号与第一电抗器分压支路的突变使能信号、第一电抗器分压支路中的第一可控开关的闭合状态信号、第二可控开关的断开状态信号进行与门逻辑运算，得到第三与门信号。
模拟控制器还会将上述第一与门信号与第二电抗器分压支路的突变使能信号、第二电抗器分压支路中的第一可控开关的闭合状态信号、第二可控开关的断开状态信号进行与门逻辑运算，得到第四与门信号。
具体地，如图8所示，本实施例中，模拟控制器会利用第二与门803来对绕组一突变使能信号(即第一电抗器分压支路的突变使能信号)与上述第一与门信号进行与门逻辑运算，并将第二与门803所得到的信号输入第三与门804，以由第三与门804来对第二与门802所得到信号和第一可控开关QF1的闭合状态信号进行与门逻辑运算。
模拟控制器还会利用第四与门805来对第三与门804所得到的信号和第二可控开关QF2的断开状态信号进行与门逻辑预算，这样也就可以得到上述第三与门信号。
同样地，模拟控制器还会利用第五与门809来将对绕组二突变使能信号(即第二电抗器分压支路的突变使能信号)与上述第一与门信号进行与门逻辑运算，并将第五与门809所得到的信号输入第六与门810，以由第六与门810来对第五与门809所得到信号和第二电抗器分压支路中的第一可控开关QF3的闭合状态信号进行与门逻辑运算。
模拟控制器还会利用第七与门811来对第六与门810所得到的信号和第二电抗器分压支路中的第二可控开关QF4的断开状态信号进行与门逻辑预算，这样也就可以得到上述第四与门信号。
随后，模拟控制器会利用第二非门807将上述第一电抗器分压支路的突变使能信号取反后输入第一或门806，以利用第一或门806来对第二非门807所得到的信号与第三与门信号进行或门逻辑运算，从而得到第一或门信号。
同样地，模拟控制器还会利用第三非门808来将第二电抗器分压支路的突变使能信号取反后输入第二或门812，以利用第二或门812来对第三非门808所得到的信号与第四与门信号进行或门逻辑运算，从而得到第二或门信号。
模拟控制器还会利用第一与非门813来对第二非门807所得到的信号和第三非门808所得到的信号进行与非门逻辑预算，这样也就可以得到第一与非门信号。
随后，模拟控制器会利用第八与门814来对上述第一或门信号、第二或门信号和第一与非门信号进行与门逻辑运算，得到第五与门信号。其中，如果第五与门信号为高电平信号(即数字信号中的“1”)，那么模拟控制器则可以判定此时所选择的电抗器分压支路处于降压突变准备状态，此时状态指示灯则会显示表征正常的绿色；否则可以判定所选择的电抗器分压支路不处于降压准备状态，此时状态指示灯则会显示表征异常的红色。
类似地，图9示出了本实施例中当电抗器分压电路包括两路电抗器分压支路时状态指示灯的控制逻辑示意图，其原理与图8所示的原理以及过程类似，故在此不再对该部分内容进行赘述。
再次如图7所示，本实施例中，如果状态指示灯不正常，那么此时模拟控制器则会重新执行步骤S703。而如果状态指示灯正常，那么此时模拟控制器则会在步骤S705中闭合主断路器QF0，随后再在步骤S706中运行被试***至相应的工况(例如需要测试的工况等)。
随后，模拟控制器会在步骤S707中下发突变指令，进而在步骤S708中控制电抗器分压支路中开关器件的通断状态，这样也就实现了电压突变。在控制电抗器分压支路中的开关器件进行相应开关状态的切换后，模拟控制器优选地会开始计时，并在步骤S709中判断计时时长是否达到预设时长。
其中，如果达到预设时长，模拟控制器则会在步骤S710中通过控制电抗器分压支路中开关器件的通断状态来退出电压突变；而如果未达到预设时长，那么模拟控制器则会继续执行步骤S708。
以电压突降模拟为例，如果所选择的为第一电抗器分压支路202a，那么在步骤S703中，模拟控制器会控制第一电抗器分压支路202a中的第一可控开关QF1处于闭合状态，同时控制第二可控开关QF2处于断开状态。此时，如果第一可控开关QF1和第二可控开关QF2的开关状态正常，那么突降状态指示灯则会呈现表征正常的绿色，这也就表示电抗器分压电路此时可以正常进行电压突降模拟。
随后，模拟控制器会控制主断路器QF0闭合，这样与与第一切换开关QS1、第二切换开关QS2、第三切换开关QS3和第四切换开关QS4各自的第一端与其第三端均处于导通状态，因此牵引变流器203与交流电网之间的电连接也就导通，此时被试***也就可以正常工作。
将被试***的运行工况调整至所需要的工况(即网压突变时牵引电机所处的工况)后，模拟控制器会下发控制指令，从而控制第一电抗器分压支路202a中第一可控开关QF1断开，并控制第二可控开关QF2闭合。此时由于第一电抗器L1与第二电抗器L2的分压作用，牵引变流器203的输入电压将会出现突降。
当到预设时长后，模拟控制器会控制上述第一可控开关QF1闭合，同时控制上述第二可控开关QF2断开，这样也就可以退出突降模拟状态。
以电压突升模拟为例，如果所选择的为第一电抗器分压支路202a，那么在步骤S503中，模拟控制器会控制第一电抗器分压支路202a中的第一可控开关QF1处于断开状态，同时控制第二可控开关QF2处于闭合状态。此时，如果第一可控开关QF1和第二可控开关QF2的开关状态正常，那么突升状态指示灯则会呈现表征正常的绿色，这也就表示电抗器分压电路此时可以正常进行电压突升模拟。
随后，模拟控制器会控制主断路器QF0闭合，这样与与第一切换开关QS1、第二切换开关QS2、第三切换开关QS3和第四切换开关QS4各自的第一端与其第三端均处于导通状态，因此牵引变流器203与交流电网之间的电连接也就导通，此时被试***也就可以正常工作。
将被试***的运行工况调整至所需要的工况(即网压突变时牵引电机所处的工况)后，模拟控制器会下发控制指令，从而控制第一电抗器分压支路202a中第一可控开关QF1闭合，并控制第二可控开关QF2断开。此时由于第一电抗器L1与第二电抗器L2不再接入导电回路，因此牵引变流器203的输入电压将会出现突升。
当到预设时长后，模拟控制器会控制上述第一可控开关QF1断开，同时控制上述第二可控开关QF2闭合，这样也就可以退出突升模拟状态。
需要指出的是，如果选择第二电抗器分压支路来进行电压突变模拟，其原理以及过程与上述选择第一电抗器分压进行电压突变模拟的原理以及过程类似，故在此不再对该部分内容进行赘述。
同时，还需要指出的是，在本发明的其他实施例中，电抗器分压电路中所包含的支路数量可以根据实际需要配置为不同的合理值(例如一路或是三路以上等)，本发明并不对此进行限定。
其中，如果电抗器分压支路中包含一路电抗器分压支路，那么图8和图9也就可以分别简化为图10和图11所示。
如图10所示，以电压突降模拟为例，在判断电抗器分压支是否为降压突变准备状态时，模拟控制器会将所得到的第一与门信号、第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的关断状态信号进行与门逻辑运算，从而得到第二与门信号。其中，如果第二与门信号为高电平信号，此时模拟控制器则会判定该电抗器分压支路处于降压突变准备状态。
同样地，电压突升模拟过程中判断电抗器分压支路是否为升压突变装备状态的原理以及过程与上述内容类似，故在此不再进行赘述。
从上述描述中可以看出，相较于现有方法，本发明所提供的交流网压突变模拟***的的电压突变程度不会受到被试品电流大小的影响，因此针对不同的产品、不用的工况，本***在进行电压突变模拟时并不需要像现有技术那样重新计算电阻值，这样也就可以大大减小试验人员的工作量，进而提高试验效率，并且还能够避免试验人员在试验过程中的安全隐患。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种交流网压突变模拟***，其特征在于，所述***包括：
牵引变压器，其原边绕组用于与交流接触网连接；
电抗器分压电路，其与所述牵引变压器的次边绕组连接，用于根据网压突变模拟需要切换自身的分压状态；
牵引变流器，其交流输入端与所述电抗器分压电路连接，交流输出端用于与牵引电机连接。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电抗器分压电路还包括：
模拟控制器，其与所述电抗器分压电路连接，用于根据网压突变模拟需求生成相应的控制指令，以控制所述电抗器分压电路切换自身的分压状态。
3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述电抗器分压电路包括若干结构相同的电抗器分压支路，各个电抗器分压支路连接在所述牵引变压器和牵引变流器的相应端口之间。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述电抗器分压支路包括：
第一切换开关，其第一端与所述牵引变压器的次边绕组连接；
第二切换开关，其第一端形成所述电抗器分压支路的第一外接端口与所述牵引变流器连接，第二端与所述第一切换开关的第二端连接；
并联的第一电抗器和第一可控开关，所述第一电抗器的第一端与所述第一切换开关的第三端连接，第二端与所述第二切换开关的第三端连接；
第二电抗器和第二可控开关，所述第二电抗器与第二可控开关串联形成的电路的一端与所述第一电抗器的第二端连接，另一端形成所述电抗器分压支路的第二外接端口与所述牵引变流器连接；
其中，所述第一切换开关和第二切换开关配置为根据网压突变需要同步地分别将各自地第一端与第二端之间的电连接导通或是将第一端与第三端之间的电连接导通。
5.如权利要求4所述的***，其特征在于，当所述网压突变模拟需求为降压突变模拟时，所述模拟控制器配置为执行以下步骤：
步骤a、在接收到降压突变模拟指令后控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开；
步骤b、控制连接所述牵引变压器与交流接触网的主断路器闭合，并分别将所述第一切换开关和第二切换开关的第一端口与其第三端口之间的电连接导通，运行被试***至预设工况；
步骤c、控制所述第一可控开关断开同时控制所述第二可控开关闭合。
6.如权利要求5所述的***，其特征在于，在所述步骤a中，在控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开后，判断所述电抗器分压支路是否为降压突变准备状态，如果是，则执行所述步骤b，否则重新执行所述步骤a。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于，当所述电抗器分压电路包括一路电抗器分压支路时，所述模拟控制器配置为根据如下步骤判断所述电抗器分压支路是否为降压突变准备状态：
获取突降使能信号和突升使能信号，其中，当网压突变模拟需求为降压突变模拟时，所述突降使能信号为高电平信号，所述突升使能信号为低电平信号；
将所述突升使能信号取反后与所述突降使能信号进行与门逻辑运算，得到第一与门信号；
获取该电抗器分压支路中的第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的断开状态信号，其中，所述闭合状态信号为高电平时表征所述第一可控开关正常闭合，所述断开状态信号为高电平时表征所述第二可控开关正常断开；
将所述第一与门信号、第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的关断状态信号进行与门逻辑运算，得到第二与门信号；
其中，如果所述第二与门信号为高电平信号，则判定所述电抗器分压支路处于降压突变准备状态。
8.如权利要求6所述的***，其特征在于，当所述电抗器分压电路包括两路电抗器分压支路时，所述模拟控制器配置为根据如下步骤判断所述电抗器分压支路是否为降压突变准备状态：
获取突降使能信号和突升使能信号，其中，当网压突变模拟需求为降压突变模拟时，所述突降使能信号为高电平信号，所述突升使能信号为低电平信号；
将所述突升使能信号取反后与所述突降使能信号进行与门逻辑运算，得到第一与门信号；
获取电抗器分压支路选取信号，其中，当选取其中一路电抗器分压支路时，该路电抗器分压支路的突变使能信号为高电平信号，另一路电抗器分压支路的突变使能信号为低电平信号；
获取所选取的电抗器分压支路中的第一可控开关的闭合状态信号和第二可控开关的断开状态信号，其中，所述闭合状态信号为高电平时表征所述第一可控开关正常闭合，所述断开状态信号为高电平时表征所述第二可控开关正常断开；
将所述第一与门信号与第一电抗器分压支路的突变使能信号、第一电抗器分压支路的第一可控开关的闭合状态信号、第二可控开关的断开状态信号进行与门逻辑运算，得到第三与门信号；
将所述第一与门信号与第二电抗器分压支路的突变使能信号、第二电抗器分压支路的第一可控开关的闭合状态信号、第二可控开关的断开状态信号进行与门逻辑运算，得到第四与门信号；
将所述第一电抗器分压支路的突变使能信号取反后与所述第三与门信号进行或门逻辑运算，得到第一或门信号，将所述第二电抗器分压支路的突变使能信号取反后与所述第四与门信号进行或门逻辑运算，得到第二或门信号；
将所述第一电抗器分压支路的突变使能信号取反后与第二电抗器分压支路的突变使能信号取反后的信号进行与非门逻辑运算，得到第一与非门信号；
将所述第一或门信号、第二或门信号和第一与非门信号进行与门逻辑运算，得到第五与门信号，
其中，如果所述第五与门信号为高电平信号，则判定所述电抗器分压支路处于降压突变准备状态。
9.如权利要求5～8中任一项所述的***，其特征在于，在所述步骤c中，控制所述第一可控开关断开同时控制所述第二可控开关闭合后，还通过计时判断计时时长是否达到预设时长，如果达到，则控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开。
10.如权利要求4～9中任一项所述的***，其特征在于，当所述网压突变模拟需求为升压突变模拟时，所述模拟控制器配置为执行以下步骤：
步骤d、在接收到升压突变模拟指令后控制所述第一可控开断开同时控制所述第二可控开关闭合；
步骤e、控制连接所述牵引变压器与交流接触网的主断路器闭合，并将所述第一切换开关和第二切换开关的第一端口与其第三端口之间的电连接导通，运行被试***至预设工况；
步骤f、控制所述第一可控开关闭合同时控制所述第二可控开关断开。
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