CN204967283U - 一种三相四线能馈式交直流虚拟负载 - Google Patents

一种三相四线能馈式交直流虚拟负载 Download PDF

Info

Publication number
CN204967283U
CN204967283U CN201520597141.6U CN201520597141U CN204967283U CN 204967283 U CN204967283 U CN 204967283U CN 201520597141 U CN201520597141 U CN 201520597141U CN 204967283 U CN204967283 U CN 204967283U
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
load
line
brachium pontis
bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201520597141.6U
Other languages
English (en)
Inventor
游菲
袁旭峰
邹晓松
熊炜
胡晟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou University
Original Assignee
Guizhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou University filed Critical Guizhou University
Priority to CN201520597141.6U priority Critical patent/CN204967283U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204967283U publication Critical patent/CN204967283U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种三相四线能馈式交直流虚拟负载，包括由三台单相换流器组成的负载换流器，每台单相换流器的一条进线连接所述测试设备出线端的一条相线，另一条进线连接所述测试设备出线端的中性线，三台单相换流器的上端出线和下端出线上均设有负载侧直流断路器，并且三条上端出线汇合为正极直流母线，三条下端出线汇合为负极直流母线，正负直流母线经由能馈换流器回连到交流电网中。本实用新型能实现对恒电流、恒功率、恒阻抗等多种负载类型交流负载及直流负荷的模拟，并将上述直流电逆变为交流电而回馈到电网中，具有高效节能、大范围、高精度、可连续调节负载的优点，具有较大的推广价值和经济价值。

Description

一种三相四线能馈式交直流虚拟负载
技术领域
本实用新型涉及一种三相四线能馈式交直流虚拟负载，属于电子电力及电力***应用技术领域。
背景技术
随着电力电子技术发展，各种电源产品、节能供配电设备、节能用电设备等被广泛应用，电气设备性能及能效评测都需要进行带载测试，传统测试负载往往采用RLC阻抗负载箱进行能耗放电的方式进行，这种方法不仅测试精度低，且造成了电能的巨大浪费，并存在如下缺点：
一、负载采用有级调节，当需要阻抗值连续变化或负载形式灵活变化时，难以满足电气设备对不同工况连续调节的要求；
二、功率较小，在长时间大电流试验环境下容易造成器件的老化和烧损；
三、热稳定性差，当环境温度改变时，负载大小也会变化；
四、负载形式单一，不能满足电气设备试验中对负荷容量、功率因数、三相不平衡度、及谐波等动态连续调节的要求；
五、试验电能消耗在电阻上，造成巨大的能源浪费。
因此，传统耗能测试负载不够理想，无法满足带载测试的要求。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种三相四线能馈式交直流虚拟负载，以通过电能变换实现对恒电流、恒功率、恒阻抗等多种负载类型交流负载及直流负荷的模拟，并将上述直流电逆变为交流电而回馈到电网，达到节能的目的。
本实用新型的技术方案：一种三相四线能馈式交直流虚拟负载，用于对连接在交流电网中的测试设备的性能和能效进行测试，包括由三台单相换流器组成的负载换流器，每台单相换流器的一条进线连接所述测试设备出线端的一条相线，另一条进线连接所述测试设备出线端的中性线，三台单相换流器的上端出线和下端出线上均设有负载侧直流断路器，并且三条上端出线汇合为正极直流母线，三条下端出线汇合为负极直流母线，正负直流母线经由能馈换流器回连到交流电网中。
上述***，负载换流器由三台结构相同单相换流器并联而成，通过控制各个负载侧直流断路器的通断状态，可以实现将三台单相换流器接入或切除***，同时改变单相换流器中功率开关器件IGBT的通断状态，可以将单相换流器改换为Boost电路，使***转化为直流虚拟负载，可对恒电流、恒功率、恒阻抗等多种负载类型交流负载及直流负荷实现模拟，再利用能馈换流器将上述直流电逆变为交流电而回馈到电网中，实现能量的回馈，在此过程***消耗能量主要为各换流器内的开关损耗，损失电能很少，从而节省了电能。
所述单相换流器包括两个相互并联的桥臂，两个桥臂的上并联端汇合为单相换流器的上端出线，两个桥臂的下并联端汇合为单相换流器的下端出线，每个桥臂均由两个反并联二极管功率开关器件串接而成，其中一个桥臂的中部引出线通过进线电抗器连接所述测试设备出线端的一条相线，另一个桥臂的中部引出线连接所述测试设备出线端的中性线，并在所述单相换流器的上端出线、下端出线间连接有直流电容。
所述能馈换流器包括串联连接在正负直流母线之间的两个电容器，以及三个并联连接于正负直流母线之间的单相桥臂，每个单相桥臂包括四个依次串接的反并联二极管功率开关器件以及两个串接在一起的箝位二极管，位于单相桥臂中部的两个反并联二极管功率开关器件与所述两个箝位二极管相并联，每个单相桥臂上的两个箝位二极管的中部连线均与所述两个电容器的中部连线相连，从三个单相桥臂中部的两个反并联二极管功率开关器件的中部连线上分别引出A相线、B相线、C相线，并分别经由A相电抗器、B相电抗器、C相电抗器回连至交流电网中。
在所述正负直流母线间还设有相互串联的能馈侧直流断路器、充电电阻和另一能馈侧直流断路器。
由于采用上述技术方案，本实用新型的优点在于：本实用新型不仅结构简单、合理，而且使用三台单相换流器作为负载换流器，通过电能变换及改变单相换流器工作状态不但可以模拟交流三相平衡、三相不平衡负载，也可以模拟直流负载；同时能馈换流器采用三电平二极管箝位式电压源换流器，通过电能变换高效地实现了电能回馈电网，与两电平换流器相比，三电平换流器逆变产生交流电所含谐波更小，波形更趋近于正弦波。相比于传统耗能测试负载，本实用新型具有高效节能、大范围、高精度、可连续调节负载的优点，具有较大的推广价值和经济价值。
附图说明
图1为本本实用新型的***构成图；
图2是交流虚拟负载的主电路拓扑结构示意图；
图3是直流虚拟负载的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
参见图1和图2，为本实用新型结构示意图，该三相四线能馈式交直流虚拟负载主要包括负载换流器LC和能馈换流器FC，负载换流器为三台单相电压源换流器，能馈换流器为三电平二极管箝位式电压源换流器。
本实用新型中，将包含反并联二极管的功率开关器件称为反并联二极管功率开关器件，并选用IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）。
下面先对本实用新型的负载换流器LC和能馈换流器FC进行说明。
负载换流器LC包括三台单相结构相同的换流器，每台单相换流器主电路均包括四组包含反并联二极管的功率开关器件IGBT(即SLC1～SLC2)、进线电抗器LLC、直流电容器CLC。功率开关器件IGBTSLC1，SLC2构成负载换流器FC所含单相换流器的一个桥臂，功率开关器件IGBTSLC3，SLC4构成另一个桥臂，其中功率开关器件IGBTSLC1，SLC2的中部引出线为A相线，A相线串接进线电抗器LLC，功率开关器件IGBTSLC3，SLC4的中部引出线为N线。直流电容CLC与两个桥臂相并联。
上述的三台单相换流器相并联组成负载换流器LC，三台单相换流器的桥臂上端出线分别串接直流开关断路器KA1、KB1、KC1,然后三相相连接，形成***直流侧的一条直流母线，三台单相换流器的桥臂下端出线分别串接直流开关断路器KA2、KB2、KC2,然后三相相连接，形成***直流侧的另一条直流母线，在***直流侧正负直流母线之间接有相串联的直流断路器KC1、充电电阻RC和直流断路器KC2。
能馈侧换流器主电路包括12组包含反并联二极管的功率开关器件IGBT(即SA1～SA4，SB1～SB4，SC1～SC4)，六组箝位二极管(即DA1，DA2，DB1，DB2，DC1，DC2)，三台出线电抗器(即LA，LB，LC)，两台直流电容器(CFC1，CFC2)。每四组功率开关器件相串联（即SA1～SA4，SB1～SB4，SC1～SC4)），分别构成能馈侧换流器FC的A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂，并连接于***直流侧正负极直流母线之间，而两组直流电容CFC1，CFC2相串联后与三相桥臂相并联。箝位二极管DA1，DA2相串联，上端与功率开关器件IGBTSA1，SA2的中部引出线相连接，下端与功率开关器件IGBTSA3，SA4的中部引出线相连接；箝位二极管DB1，DB2相串联，上端与功率开关器件IGBTSB1，SB2的中部引出线相连接，下端与功率开关器件IGBTSB3，SB4的中部引出线相连接；箝位二极管DC1，DC2相串联，上端与功率开关器件IGBTSC1，SC2的中部引出线相连接，下端与功率开关器件IGBTSC3，SC4的中部引出线相连接。箝位二极管DC1，DC2串联中点引出线接箝位二极管DB1，DB2中点与DA1，DA2中点，最后连接到直流电容器CFC1，CFC2串联中点上。功率开关器件IGBTSA2，SA3串联后的中部引出线为A相线，A相线串接A相电抗器LA后接电网，功率开关器件IGBTSB2，SB3串联后的中部引出线为B相线，B相线串接B相电抗器LB后接电网，功率开关器件IGBTSC1，SC2串联后的中部引出线为C相线，C相线串接C相电抗器LC后接电网。
实施例2
参见附图3，为本实用新型的***转变为直流虚拟负载时的示意图，***主电路图谱结构参见实施例1附图2，通过控制负载换流器LC中的A相单相换流器的直流开关断路器KA1，KA2闭合，将负载换流器LC中的A相单相换流器接入***，同时控制负载换流器LC中的B、C相单相换流器的直流开关断路器KB1，KB2，KC1，KC2断开,将负载换流器LC中的B、C相单相换流器切除***，控制A相单相换流器功率开关器件IGBTSLC1，SLC3恒关断，SLC4恒导通，SLC2为***控制受控开关器件，即可以得到如附图3所示的直流虚拟负载示意图，其成为一个boost电路，调节输入电流指令，可以完成对直流测试电源的测试，直流母线电压值仍然由能馈换流器FC调节，以保障整机能量平衡。
本实用新型使用三台单相换流器作为负载换流器，通过电能变换及改变单相换流器工作状态不但可以模拟交流三相平衡、三相不平衡负载，也可以模拟直流负载；能馈换流器采用三电平二极管箝位式电压源换流器，通过电能变换高效地实现了电能回馈电网，与两电平换流器相比，三电平换流器逆变产生交流电所含谐波更小，波形更趋近于正弦波；相比于传统耗能测试负载，本实用新型具有高效节能、大范围、高精度、可连续调节负载的优点，具有较大的推广价值和经济价值。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种三相四线能馈式交直流虚拟负载，用于对连接在交流电网中的测试设备的性能和能效进行测试，其特征在于：包括由三台单相换流器组成的负载换流器，每台单相换流器的一条进线连接所述测试设备出线端的一条相线，另一条进线连接所述测试设备出线端的中性线，三台单相换流器的上端出线和下端出线上均设有负载侧直流断路器，并且三条上端出线汇合为正极直流母线，三条下端出线汇合为负极直流母线，正负直流母线经由能馈换流器回连到交流电网中。
2.根据权利要求1所述的三相四线能馈式交直流虚拟负载，其特征在于：所述单相换流器包括两个相互并联的桥臂，两个桥臂的上并联端汇合为单相换流器的上端出线，两个桥臂的下并联端汇合为单相换流器的下端出线，每个桥臂均由两个反并联二极管功率开关器件串接而成，其中一个桥臂的中部引出线通过进线电抗器连接所述测试设备出线端的一条相线，另一个桥臂的中部引出线连接所述测试设备出线端的中性线，并在所述单相换流器的上端出线、下端出线间连接有直流电容。
3.根据权利要求1或2所述的三相四线能馈式交直流虚拟负载，其特征在于：所述能馈换流器包括串联连接在正负直流母线之间的两个电容器，以及三个并联连接于正负直流母线之间的单相桥臂，每个单相桥臂包括四个依次串接的反并联二极管功率开关器件以及两个串接在一起的箝位二极管，位于单相桥臂中部的两个反并联二极管功率开关器件与所述两个箝位二极管相并联，每个单相桥臂上的两个箝位二极管的中部连线均与所述两个电容器的中部连线相连，从三个单相桥臂中部的两个反并联二极管功率开关器件的中部连线上分别引出A相线、B相线、C相线，并分别经由A相电抗器、B相电抗器、C相电抗器回连至交流电网中。
4.根据权利要求3所述的三相四线能馈式交直流虚拟负载，其特征在于：在所述正负直流母线间还设有相互串联的能馈侧直流断路器、充电电阻和另一能馈侧直流断路器。
CN201520597141.6U 2015-08-10 2015-08-10 一种三相四线能馈式交直流虚拟负载 Expired - Fee Related CN204967283U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520597141.6U CN204967283U (zh) 2015-08-10 2015-08-10 一种三相四线能馈式交直流虚拟负载

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201520597141.6U CN204967283U (zh) 2015-08-10 2015-08-10 一种三相四线能馈式交直流虚拟负载

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204967283U true CN204967283U (zh) 2016-01-13

Family

ID=55062324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201520597141.6U Expired - Fee Related CN204967283U (zh) 2015-08-10 2015-08-10 一种三相四线能馈式交直流虚拟负载

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN204967283U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114910821A (zh) * 2021-02-07 2022-08-16 中通服节能技术服务有限公司 配电产品交流虚拟负载测试仪

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114910821A (zh) * 2021-02-07 2022-08-16 中通服节能技术服务有限公司 配电产品交流虚拟负载测试仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204012751U (zh) 一种能量回馈式可编程电子能馈负载装置
CN103401462B (zh) 基于三电平h桥级联的单相链式静止同步补偿器
CN104868755A (zh) 大功率双向多路直流模拟电源
CN102983584B (zh) 一种用于不平衡***的统一潮流控制器
CN100372208C (zh) 一种无隔离环节的三相统一电能质量控制器
CN205160379U (zh) 一种大功率交直一体模拟测试电源***
CN204615400U (zh) 具有短路限流功能的电能质量综合治理装置
CN103078522A (zh) 一种电容充电用ac-dc串联谐振矩阵变换器控制装置及其控制方法
CN105191110A (zh) 包括链环式变换器的电压源型变换器
CN209311592U (zh) 一种高压直挂储能变流器模块化测试平台及测试电路
Bordignon et al. Modular multilevel converter in HVDC systems under fault conditions
CN203399013U (zh) 基于三电平h桥级联的静止同步补偿器及电压源逆变模块
CN105429177A (zh) 一种模块化光伏储能***
Yu et al. New submodule circuits for modular multilevel current source converters with DC fault ride through capability
CN104836463A (zh) 基于三相pwm整流与多单元不控整流的混合变换***
CN204993091U (zh) 大功率双向多路直流模拟电源
CN111177932A (zh) 一种用于提升柔性变电站电磁暂态仿真速度的建模方法
CN102638047A (zh) 一种带旁路开关的三相统一电能质量控制装置
CN105024578A (zh) 一种三相模块化多电平变换器并联***及其控制方法
CN102983586B (zh) 一种基于三电平电压源换流器的hvdc兼upfc***
CN113514679A (zh) 一种通用的模块化馈能式交直流虚拟负载
CN204967283U (zh) 一种三相四线能馈式交直流虚拟负载
CN101441241A (zh) 高压变频移相或整流变压器负载模拟装置
CN204794752U (zh) 一种三相模块化多电平变换器并联***
CN201344957Y (zh) 高压变频移相或整流变压器负载模拟装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160113

Termination date: 20210810

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee