專利名稱：1.5mw雙饋式風(fēng)電變流器功率測(cè)試平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙饋式風(fēng)電變流器的功率測(cè)試平臺(tái)，對(duì)于容量I. 5MW以下的雙饋式變流器均適用。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和國家對(duì)清潔能源的高度重視和大力扶持，風(fēng)電行業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，風(fēng)電份額正在逐年提高。風(fēng)電變流器作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的“心臟”，也逐漸由國外壟斷逐漸過渡到自主生產(chǎn)。目前國際上主要有兩種機(jī)型的風(fēng)電變流器直驅(qū)式和雙饋式，它們分屬兩種不同的技術(shù)，兩者不分伯仲。而國內(nèi)目前還是以雙饋式機(jī)組為主，因其有以下優(yōu)點(diǎn)電機(jī)尺寸小， 整機(jī)成本低；電勵(lì)磁，維護(hù)方便；變流器容量小，只有滿功率的1/3左右；技術(shù)成熟等。在雙饋式變流器自主化生產(chǎn)過程中，測(cè)試工作為其中非常重要的一環(huán)。一方面測(cè)試工作為前期所做的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收與評(píng)估，另一方面為下一步生產(chǎn)工作提供指導(dǎo)，起到承上啟下的作用。在測(cè)試過程中，功率測(cè)試屬于難度較大、重要度較高的項(xiàng)目，因?yàn)樵跐M功率的時(shí)候，高溫、過壓、過流等情況出現(xiàn)幾率會(huì)增加，對(duì)器件和整機(jī)具有相當(dāng)?shù)目简?yàn)，因此需要一個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。常規(guī)的滿功率測(cè)試平臺(tái)如圖I。平臺(tái)由變壓器、拖動(dòng)變頻器、拖動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、變流器、控制系統(tǒng)組成。變壓器負(fù)責(zé)將廠用電變成風(fēng)電機(jī)組所需的690V電壓；拖動(dòng)變頻器和拖動(dòng)電機(jī)模擬風(fēng)吹動(dòng)槳葉而引發(fā)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，要求拖動(dòng)電機(jī)能產(chǎn)生和拖動(dòng)電機(jī)都具有
I.5MW的容量；發(fā)電機(jī)負(fù)責(zé)將拖動(dòng)電機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，同樣要求具有I. 5MW的容量。在該測(cè)試平臺(tái)中，拖動(dòng)變頻器、拖動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備動(dòng)輒幾百萬，對(duì)企業(yè)來講有一定資金壓力。而且在測(cè)試過程中，特別是試驗(yàn)機(jī)型測(cè)試中，一旦出現(xiàn)問題，會(huì)造成無法彌補(bǔ)的重大損失，風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，急需一種能對(duì)變流器進(jìn)行滿功率等效測(cè)試的平臺(tái)，即滿足滿功率要求，又要投資小，風(fēng)險(xiǎn)低。

實(shí)用新型內(nèi)容為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的目的是提供一種雙饋式變流器的功率測(cè)試平臺(tái)，其投資小，風(fēng)險(xiǎn)低，能滿足滿功率測(cè)試需求。本實(shí)用新型可以通過下述方案來實(shí)現(xiàn)。一種雙饋式風(fēng)電變流器的功率測(cè)試平臺(tái)，其包括用于模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的隔離變壓器。優(yōu)選地，所述隔離變壓器、并網(wǎng)接觸器、變流器、電阻抗依次布置而形成能夠閉合的回路。優(yōu)選地，所述隔離變壓器和所述電阻抗的連接點(diǎn)連接至用來產(chǎn)生無功電流的電容組。[0012]優(yōu)選地，所述測(cè)試平臺(tái)還包括380V/690V升壓變壓器，所述隔離變壓器為690V/690V隔離變壓器。優(yōu)選地，所述電容組包括9組電容組，每組電容為3個(gè)電容按Λ接法。優(yōu)選地，每組所述電容組都連接有接觸器，所述9組電容組中包括備用電容組。優(yōu)選地，每組電容組都并聯(lián)有一個(gè)為電容組提供放電回路的電阻。優(yōu)選地，所述變流器包括彼此連接的網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器，所述網(wǎng)側(cè)變流器和所述機(jī)側(cè)變流器之間設(shè)有一個(gè)電容。本實(shí)用新型的測(cè)試平臺(tái)投資小，風(fēng)險(xiǎn)低，能滿足滿功率測(cè)試需求。

圖I為常規(guī)的測(cè)試平臺(tái)的示意圖。圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的測(cè)試平臺(tái)的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照?qǐng)DI至圖2說明本實(shí)用新型的原理及示例性實(shí)施方式。由于發(fā)電機(jī)在電路圖中等效為一個(gè)變壓器，于是本實(shí)用新型的核心就是采用一個(gè)690V/690V隔離變壓器來模擬發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子。變流器功率試驗(yàn)是機(jī)側(cè)滿載試驗(yàn)是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，根據(jù)I. 5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)參數(shù)可知，整機(jī)功率因數(shù)為O. 95時(shí)，轉(zhuǎn)子電流標(biāo)稱為580Α，轉(zhuǎn)子有功電流為312Α，計(jì)算可得此時(shí)轉(zhuǎn)子無功電流為489Α。為了能提供設(shè)計(jì)要求的電流，試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了如圖2所示的設(shè)計(jì)，變流器機(jī)側(cè)串電抗器后分為兩個(gè)支路，一路經(jīng)隔離變壓器^90V/690V)，接至并網(wǎng)接觸器21;另一路由九組電容(Cl至C9)并聯(lián)組成，每組均可手動(dòng)投切，相應(yīng)的形成了兩個(gè)回路，即有功電流回路和無功電流回路，有功電流沿機(jī)側(cè)一網(wǎng)側(cè)一隔離變壓器一電抗器循環(huán)，無功電流在電容組一電抗器一機(jī)側(cè)循環(huán)。有功電流可通過機(jī)側(cè)的程序控制，使有功電流達(dá)到300A，并且令其在圖I所示的環(huán)路內(nèi)循環(huán)。該實(shí)用新型大體分為四部分，一是升壓變壓器Tl ;二是產(chǎn)生無功電流的電容組Cl至C9 ;三是模擬發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的隔離變壓器T2 ;四是電抗器，如圖2所示，其中虛框表明是變流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。升壓變壓器Tl作用是將廠用電380V變?yōu)轱L(fēng)電機(jī)組普遍采用的690V，用來模擬現(xiàn)場(chǎng)的電網(wǎng)，和產(chǎn)生變流器工作的電壓。無功電流是通過圖2中電容組Cl C9獲得。隔離變壓器T2作用是阻斷網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)的環(huán)流。因?yàn)樵诳刂七^程中零矢量的存在，且網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)橋臂是單獨(dú)控制的，就存在某一周期一側(cè)為上橋臂全導(dǎo)通(開關(guān)狀態(tài)135)，而另一側(cè)為下橋臂全導(dǎo)通(開關(guān)狀態(tài)462)，如果沒有隔離變壓器T2，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)(開關(guān)頻率3. 125kHz)將會(huì)產(chǎn)生320A的環(huán)流，勢(shì)必會(huì)損害電容。電抗器具有傳遞能量、限制諧波以及平衡隔離變壓器副邊和機(jī)側(cè)逆變橋端電壓的作用。該實(shí)用新型的特征在于測(cè)試時(shí)，首先690V上電，設(shè)置變流器，使之處于待機(jī)狀態(tài)；其次閉合變流器的并網(wǎng)接觸器21，使得電網(wǎng)690V和定子相連接；然后控制機(jī)側(cè)變流器，使機(jī)側(cè)變流器緩慢吸收無功電流，在增大無功電流吸收的同時(shí)，通過逐個(gè)投入電容組，控制電網(wǎng)電流，防止無功電流過大拉低電網(wǎng)電壓；最后，通過增加有功電流，使機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器同時(shí)達(dá)到滿載電流值。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)總進(jìn)線斷路器QP2，電流250A ;其后升壓變壓器Tl為380V/690V，200kVA，接觸器KP3，選用118A，因變流器上電初始，濾波回路會(huì)有63A無功電流注入電網(wǎng)。無功電容組，每組電容為3個(gè)電容按Λ接法，每個(gè)電容容值為55. 7 μ F，經(jīng)星三角變換后，容值為3 X 55. 7 μ F，而每組每相串聯(lián)電阻僅為O. 15 Ω，可近似認(rèn)為每條支路是純?nèi)菪载?fù)載，經(jīng)計(jì)算可求得每個(gè)支路可發(fā)的無功電流值為63Α，八條支路可發(fā)無功電流合計(jì)504Α，另增加一路作為備用，電阻Rl R9為電容組Cl C9提供放電回路。每個(gè)電容組支路是63Α無功，因此投切支路用接觸器均選118Α。電抗器L，若電感選得小，電流中高次諧波電流幅值會(huì)較大；電感過大，動(dòng)態(tài)響應(yīng) 不夠快，影響電流的跟蹤速度，且體積和成本都會(huì)增加。工程上在選取電抗器要綜合考慮這兩方面的因素，本試驗(yàn)臺(tái)選用電抗器為O. 37mH/580A。在正常情況下流經(jīng)變壓器T2有功電流為300A，考慮裕量，隔離變壓器選取690/690，700kVA。上面參照附圖說明了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，應(yīng)當(dāng)理解，上述說明僅是示例性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，對(duì)本實(shí)用新型作出各種修改和變型。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求1.一種雙饋式風(fēng)電變流器的功率測(cè)試平臺(tái)，其特征在于，所述測(cè)試平臺(tái)包括用于模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的隔離變壓器，所述隔離變壓器、并網(wǎng)接觸器、變流器、電阻抗依次布置而形成能夠閉合的回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于， 所述隔離變壓器和所述電阻抗的連接點(diǎn)連接至用來產(chǎn)生無功電流的電容組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于， 所述測(cè)試平臺(tái)還包括380V/690V升壓變壓器，所述隔離變壓器為690V/690V隔離變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于， 所述電容組包括9組電容組，每組電容為3個(gè)電容按△接法。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于， 每組所述電容組都連接有接觸器，所述9組電容組中包括備用電容組。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于， 每組電容組都并聯(lián)有一個(gè)為電容組提供放電回路的電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的任一項(xiàng)所述的測(cè)試平臺(tái)，其特征在于， 所述變流器包括彼此連接的網(wǎng)側(cè)變流器和機(jī)側(cè)變流器，所述網(wǎng)側(cè)變流器和所述機(jī)側(cè)變流器之間設(shè)有一個(gè)電容。
專利摘要一種雙饋式風(fēng)電變流器的功率測(cè)試平臺(tái)，其包括用于模扭風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的隔離變壓器。隔離變壓器、并網(wǎng)接觸器、變流器、電阻抗依次布置而形成能夠閉合的回路。隔離變壓器和電阻抗的連接點(diǎn)連接至用來產(chǎn)生無功電流的電容組。優(yōu)選地，所述測(cè)試平臺(tái)還包括380V/690V升壓變壓器，隔離變壓器為690V/690V隔離變壓器。本實(shí)用新型的測(cè)試平臺(tái)投資小，風(fēng)險(xiǎn)低，能滿足滿功率測(cè)試需求。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202486225SQ201120518738
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者付錚 申請(qǐng)人:付錚, 國電龍?jiān)措姎庥邢薰?br>