專利名稱：高壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置，適用 于半導(dǎo)體電力變流器中變壓器的模擬負(fù)載。是一種高功率因數(shù)、接近變壓 器實(shí)際運(yùn)行工況的負(fù)載模擬裝置。廣泛適用于高壓變頻干式移相或整流變 壓器及各類閥側(cè)有兩個(gè)或多個(gè)移相角度的整流變壓器。
技術(shù)背景 '
目前整流變壓器的負(fù)載損耗測(cè)量，均是按照《電力變流變壓器》的國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)JB/T8636-1997，分別短路一組三相線圈，其它組開路，分別測(cè)得 Pl、 P2、 P3……Pn，然后按照公式f算得出；而短路阻抗則是將閥側(cè)繞組 全部短路測(cè)得。由于閥側(cè)各低壓繞組移相角度不一樣，有的還設(shè)置成延邊 三角星接法，因此各個(gè)低壓繞組的匝數(shù)不盡一致，直接短路時(shí)將導(dǎo)致網(wǎng)側(cè) 對(duì)閥側(cè)各低壓的阻抗出現(xiàn)偏差，電流分布不均，最終無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量其負(fù)載 損耗和短路阻抗。特別是高壓變頻用移相干式變壓器，移相角度有4~10組， 按三相計(jì)算則有12~30個(gè)低壓線圈，那么負(fù)載最多需要短接30次，試驗(yàn)工 作煩瑣，測(cè)量結(jié)果誤差大，不能夠指導(dǎo)設(shè)計(jì)改進(jìn)。
不過(guò)，部分廠家采用了一些新的方法改進(jìn)試驗(yàn)，譬如在閥側(cè)各低壓相 間串入可調(diào)電抗器，或者用鹽水作負(fù)載調(diào)節(jié)各個(gè)低壓的短路電流，使得各 個(gè)低壓繞組的短路電流一致。采用以上方法電抗器調(diào)節(jié)時(shí)，功率因數(shù)低， 對(duì)電源要求高(需要大功率電源或在網(wǎng)測(cè)補(bǔ)償電容)，而且所需要的電抗器 數(shù)目繁多，難以調(diào)節(jié)，給試驗(yàn)研究帶來(lái)不便。如用鹽水調(diào)節(jié)，更加難于調(diào) 節(jié)，且穩(wěn)定性差。同樣地，采用大功率電阻調(diào)節(jié)各低壓繞組負(fù)載電流時(shí)， 電阻數(shù)目繁多，體積龐大，還需要添置散熱裝置。所以在負(fù)載損耗無(wú)法準(zhǔn) 確測(cè)量的前提下，難以考核變壓器的溫升，廠家只能通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng) 運(yùn)行取得經(jīng)驗(yàn)，從而成為高壓變頻移相變壓器、整流變壓器(以下簡(jiǎn)稱變 壓器)優(yōu)化改進(jìn)的一大瓶頸
實(shí)用新型內(nèi)容
i
本實(shí)用新型的目的，首先是為了克服在閥側(cè)低壓相間串入可調(diào)電抗器 法存在需要電抗器數(shù)目繁多、難以調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，其次是為了克服鹽水調(diào)節(jié) 法存在難于調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，提供一種具有高功率因數(shù)、高效的高 壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到
高壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由若干個(gè) 全波整流電路和可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊連接而成；所述全波整流電路預(yù)留 交流輸入端；
1) 全部全波整流電路的直流輸出端"+"、"一"極串聯(lián)后與可調(diào)式高 阻抗負(fù)載模塊并聯(lián)，所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊由單個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載 或由i個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成；
2) 或者每個(gè)全波整流電路的直流輸出端"+"、"一"極連接一個(gè)可調(diào) 式高阻抗負(fù)載模塊LBi; i=l， 2， 3，……n;
3) 11=3， 4， 5， 6, 7， 8， 9， 10或者10以上的自然數(shù)。
本實(shí)用新型利用半導(dǎo)體電力變流器中變壓器閥側(cè)低壓繞組阻抗低的原 理，采用高阻抗負(fù)載模塊LB及全波整流橋，將各閥側(cè)繞組輸出的交流源 經(jīng)整流后串接而成。 一種結(jié)構(gòu)形式是將所述變壓器TRAN的閥側(cè)低壓繞組 各并聯(lián)一個(gè)全波整流橋，經(jīng)整流后，將各全波整流橋的"+"、"-"極串聯(lián)， 輸出至負(fù)載模塊LB。通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)載模塊LB和網(wǎng)側(cè)電源，即可達(dá)到變壓器 額定電流或所需其它電流。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)i取如下技術(shù)方案達(dá)到
本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案是所述全波整流電路可以由二極管全波橋式 整流電路或者由晶閘管或IGBT等電力電子可控開關(guān)器件組成的全波全控整流橋或 者由二極管和晶閘管、IGBT等電力電子可控開關(guān)器件組成的全波半控整流橋構(gòu)成。
本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案是所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊可以由可 調(diào)式阻性負(fù)載R、阻性一感性負(fù)載RL或者由濾波電路、IGBT逆變電路與 可調(diào)式阻性負(fù)載R或阻性一感性負(fù)載RL構(gòu)成。'
本實(shí)用新型具有如下有益效果
由于本實(shí)用新型是利用半導(dǎo)體電力變流器中變壓器閥側(cè)低壓繞組阻抗
低的原理，釆用高阻抗負(fù)載模塊L6及全波整流橋，將各閥側(cè)繞組輸出的
交流源經(jīng)整流后連接而成，這樣加入整流電路再帶以適當(dāng)?shù)呢?fù)載，可在閥
側(cè)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)的少量諧波，無(wú)需添置濾波電路，能真實(shí)模擬工況； 具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，因此，既克服在閥側(cè)低壓相間串入可調(diào)電抗器 法存在需要電抗器數(shù)目繁多、難以調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，又能克服鹽水調(diào)節(jié)法存在難于調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型全橋整流電路，可以由整流二極 管連接而成，還可以采用大功率模塊的形式，加以并聯(lián)的方法，可為大容 量變壓器準(zhǔn)確實(shí)施負(fù)載試驗(yàn)，甚至溫升試驗(yàn)。


圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施例1的電氣原理圖。 圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施例2的電氣原理圖。 圖3是圖1、圖2中變壓器的等效原理圖。
具體實(shí)施方式

具體實(shí)施例1:
參照?qǐng)D1， TRAN為移相或整流變壓器；LW1為低壓繞組1; LB1、 LB2 及LBn分別表示負(fù)載模塊1、 2及n;由LW1和LB1以及六個(gè)整流二極管 即組成第一組整流電路。n組整流電路互相獨(dú)立。
本實(shí)施例由n個(gè)全波整流電路和n個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊連接而成； 所述全波整流電路的交流輸入端連接移相或整流變壓器TRAN的次級(jí)繞 組；每個(gè)全波整流電路的直流輸出端"+"、"一"極連接一個(gè)可調(diào)式高阻抗
負(fù)載模塊LBi; i=l， 2， 3， ......n。本實(shí)施例中，n=3， 4， 5， 6， 7， 8， 9，
10或者10以上的自然數(shù)。
本實(shí)施例中所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊可以由可調(diào)式阻性負(fù)載R、 阻性一感性負(fù)載RL或者由濾波電路、IGBT逆變電路與可調(diào)式阻性負(fù)載R 或阻性一感性負(fù)載RL構(gòu)成。
具體實(shí)施例2: '
參照?qǐng)D2，本實(shí)施例的特點(diǎn)是全部全波整流電路的直流輸出端"+"、 "一"極串聯(lián)后與可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊并聯(lián)，所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模 塊由單個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載或由n個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成；
即n組整流電路通過(guò)六脈動(dòng)直流串接，并接入一公共負(fù)載模塊LB。本實(shí)施 例中，n-3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10或者10以上的自然數(shù)。
本實(shí)施例中所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊可以由可調(diào)式阻性負(fù)載R、 阻性一感性負(fù)載RL或者由濾波電路、IGBT逆女電路與可調(diào)式阻性負(fù)載R 或阻性一感性負(fù)載RL構(gòu)成。
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以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的工作原理
如圖1所示，本實(shí)施例采用三相全橋二極管不控整流電路，變壓器 TRAN閥側(cè)的每個(gè)低壓繞組經(jīng)一全橋整流，在直流輸出端接入一負(fù)載模塊 (主要為阻性元件)。二極管不控整流猶如可控硅整流的全導(dǎo)通狀態(tài)，可以 將三相全橋二極管不控整流看作三個(gè)單相橋式不控整流，顯然，電阻負(fù)載 單相橋式不控整流回路的電流是連續(xù)的，從電源'側(cè)看幾乎接近電源波形(接 入負(fù)載或低壓繞組內(nèi)阻較大時(shí)，二極管正、反向?qū)ㄕ鲿?huì)使波形發(fā)生畸 變，畸變的程度跟負(fù)載有關(guān))，如果去掉負(fù)載，那么回路的電流波形即等同 電源波形。所以三相全橋二極管不,整流回路對(duì)于每一相(a或b或c)的 電流是連續(xù)的，即接近電源波形通^為正弦波，因此這個(gè)回路適用變壓器 的回路分析。
如圖3所示，在低壓繞組及負(fù)載的回路里，低壓繞組內(nèi)阻無(wú)窮小于負(fù) 載模塊阻抗，即Z2<<Zlb，忽略Z2和激磁阻抗Zm,那么根據(jù)基爾霍夫 電壓回路方程有I2=E2/ (Zm+Z2+ZLB) =E2/Zlb,所以，各低壓都接同 樣的負(fù)載模塊，如圖l， ZLB1 =ZLB2= ZLB3=…Z^n時(shí)，均輸出同樣大小的 電流I2。為了簡(jiǎn)化接線，可將各個(gè)低壓繞組經(jīng)整流后串接，只經(jīng)一個(gè)負(fù)載 模塊短接形成回路，如圖2,各低壓繞組的負(fù)載短路電流Ial=la2=la3=-Ian (以單相a相為例)，達(dá)到了各低壓繞組平均分配負(fù)載一平均出力的目 的。
權(quán)利要求1、高壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置，其特征是由若干個(gè)全波整流電路和可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊連接而成；所述全波整流電路預(yù)留交流輸入端；1)全部全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極串聯(lián)后與可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊并聯(lián)，所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊由單個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載或由n個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成；2)或者每個(gè)全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極連接一個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊LBi；i＝1，2，3，……n；3)n＝3，4，5，6，7，8，9，10或者10以上的自然數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置， 其特征是所述全波整流電路由二極管全波橋式整流電路構(gòu)成，或者由晶 閘管或IGBT電力電子可控開關(guān)器件組成的全波全控整流橋構(gòu)成，或者由 二極管和晶閘管、IGBT電力電子可控開關(guān)器件組成的全波半控整流橋構(gòu) 成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置， 其特征是所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊由可調(diào)式阻性負(fù)載R構(gòu)成，或者由 阻性一感性負(fù)載RL構(gòu)成，或者由濾波電路、IGBT逆變電路與可調(diào)式阻性 負(fù)載R或阻性一感性負(fù)載RL構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高壓變頻移相或整流變壓器負(fù)載模擬裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由若干個(gè)全波整流電路和可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊連接而成；所述全波整流電路預(yù)留交流輸入端；1)全部全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極串聯(lián)后與可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊并聯(lián)，所述可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊由單個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載或由i個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成；2)或者每個(gè)全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極連接一個(gè)可調(diào)式高阻抗負(fù)載模塊LB i；i＝1，2，3，……n；3)n＝3，4，5，6，7，8，9，10或者10以上的自然數(shù)。本實(shí)用新型可為大容量變壓器準(zhǔn)確實(shí)施負(fù)載試驗(yàn)，甚至溫升試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01R31/00GK201344957SQ200820205100
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者楊忠民, 王衛(wèi)宏, 義 高, 龍清華 申請(qǐng)人:廣州智光電氣股份有限公司