高電壓大功率可調(diào)模擬變電站的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于一種電氣裝備，涉及一種高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，通過控制器提調(diào)控大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器產(chǎn)生大電流和高電壓，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，輸出電路與控制單元之間設(shè)置電流電壓測(cè)量裝置，并且把所測(cè)電流、電壓值反饋給控制單元，控制單元根據(jù)反饋的測(cè)量值調(diào)控大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器產(chǎn)生與被試電氣設(shè)備相匹配的大電流和高電壓，為滿足被試電氣設(shè)備需要分別設(shè)置交流和直流輸出線路，并可通過模擬空間模擬不同天氣條件下被試電氣設(shè)備電氣特性的測(cè)量。本實(shí)用新型使用簡單，調(diào)試靈活，安全方便，實(shí)現(xiàn)低功耗、智能化的模擬變電試驗(yàn)站，節(jié)約大量電能，解決了大電流和高電壓在同一線路中無法同時(shí)滿足的大問題。
【專利說明】高電壓大功率可調(diào)模擬變電站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于一種電氣裝備，具體涉及一種高電壓大功率可調(diào)模擬變電站。
【背景技術(shù)】
[0002]在研發(fā)、試制、驗(yàn)證電力設(shè)備功能時(shí)，例如，互感器、斷路器、傳感器等，在設(shè)備出廠前、在研發(fā)高壓電氣設(shè)備新產(chǎn)品時(shí)，都需要進(jìn)行模擬實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)試驗(yàn)的環(huán)境和條件，通常需要借助電力線路進(jìn)行高電壓、大電流、大功率等實(shí)際狀態(tài)下的運(yùn)行試驗(yàn)，這些工作如果在實(shí)際線路上進(jìn)行，對(duì)于一些電流大、電壓高的設(shè)備，調(diào)試過程中所需的電流值和電壓值可能無法實(shí)現(xiàn)，而且變電站不便針對(duì)所調(diào)試的設(shè)備設(shè)定其電流和電壓值，無法精確滿足設(shè)備所需調(diào)試環(huán)境。而且，由于新產(chǎn)品的驗(yàn)證難免存在設(shè)計(jì)缺陷，一旦出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)電力線路造成損壞，不僅修補(bǔ)成本高，還會(huì)影響居民正常用電，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至有的會(huì)由于損耗功率太大無法實(shí)現(xiàn)，另外，無法進(jìn)行設(shè)備在陰雨、霧霾等天氣狀態(tài)下的調(diào)試，環(huán)境變化弓I起的數(shù)據(jù)變化量更是無法測(cè)出。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于:提供一種高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，可以根據(jù)電氣設(shè)備所測(cè)的數(shù)據(jù)要求調(diào)節(jié)相應(yīng)的調(diào)試電流、電壓值，使設(shè)備的模擬運(yùn)行過程安全可靠，可節(jié)約大量的電能，并能夠通過模擬空間調(diào)節(jié)被試電氣設(shè)備所處環(huán)境，便于測(cè)試不同天氣條件下電氣設(shè)備的電特性。
[0004]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0005]所述高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，包括大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器，大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器均與控制單元相連，高電壓發(fā)生器高壓側(cè)一端接地，另一端直接接入大電流發(fā)生器大電流側(cè)，大電流發(fā)生器輸入側(cè)和/或高電壓發(fā)生器輸入側(cè)連接相位控制器，大電流發(fā)生器大電流側(cè)連接兩條并聯(lián)的輸出線路，分別為交流輸出線路和直流輸出線路，交流輸出線路包括順次設(shè)置的開關(guān)、交流絕緣子和交流母排，交流母排連接用交流電的被試電氣設(shè)備，直流輸出線路包括順次設(shè)置的開關(guān)、交直流轉(zhuǎn)換裝置、直流絕緣子和直流母排，直流母排連接用直流電的被試電氣設(shè)備，交流輸出線路、直流輸出線路以及被試電氣設(shè)備置于模擬空間內(nèi)，被試電氣設(shè)備連接有電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置，電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置與控制單元相連。
[0006]本實(shí)用新型分別通過大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器產(chǎn)生被試電氣設(shè)備所需的大電流和高電壓，為輸出線路提供高電壓、大電流的測(cè)試環(huán)境，并通過相位控制器控制電壓和電流之間的相位角，將誤差保持在3%之內(nèi)，當(dāng)被試電氣設(shè)備為直流設(shè)備時(shí)，閉合直流輸出線路上的開關(guān)，通過交直流轉(zhuǎn)換裝置將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后，將單個(gè)被試電氣設(shè)備或多個(gè)串聯(lián)的直流電氣設(shè)備接入直流輸出線路進(jìn)行測(cè)試，交直流轉(zhuǎn)換裝置可采用大功率IGBT、IGCT、可控硅、晶閘管等可用于控制電流的元件，將其連接于大電流發(fā)生器的大電流側(cè)，控制導(dǎo)通和電流大小的回路懸浮于大電流發(fā)生器大電流側(cè)，通過無線遙控或按照本實(shí)用新型的電壓等級(jí)與地及高電壓發(fā)生器低壓側(cè)進(jìn)行隔離的方法實(shí)現(xiàn)控制，當(dāng)被試電氣設(shè)備為交流設(shè)備時(shí)，閉合交流輸出線路上的開關(guān)，將單個(gè)被試電氣設(shè)備或多個(gè)串聯(lián)的交流設(shè)備接入交流輸出線路進(jìn)行測(cè)試，為實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境條件下的電氣特性研究，將被試電氣設(shè)備置于模擬空間內(nèi)進(jìn)行模擬、測(cè)試，被試電氣設(shè)備可以是互感器、高壓電能表和開關(guān)等，模擬空間采用現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，另外，輸出電路與控制單元之間設(shè)置電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置，測(cè)量所有接入的被試電氣設(shè)備總的工作電壓和電流，并且把所測(cè)電流和電壓值反饋給控制單元，控制單元根據(jù)反饋的測(cè)量值調(diào)控大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器產(chǎn)生與被試電氣設(shè)備相匹配的大電流和高電壓，使用靈活，安全方便，解決了大電流和高電壓在同一線路中無法同時(shí)滿足的大問題。
[0007]其中，所述交流輸出線路設(shè)為單相線路、三相三線線路或三相四線線路，可以根據(jù)被試電氣設(shè)備的實(shí)際情況選擇所接的輸出線路。
[0008]其中，所述大電流發(fā)生器以及高電壓發(fā)生器的一次側(cè)和二次側(cè)之間均設(shè)有電磁屏蔽裝置和高壓隔離模塊，電磁屏蔽裝置可以屏蔽大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器對(duì)控制線路的干擾，高壓隔離模塊可以防止突然出現(xiàn)高電壓時(shí)大電流發(fā)生器或高電壓發(fā)生器發(fā)生擊穿。
[0009]其中，所述大電流發(fā)生器產(chǎn)生的電流值為0-1000A，所述高電壓發(fā)生器產(chǎn)生的電壓值為6kV、10kV、20kV或35kV，一般情況下上述數(shù)據(jù)即可滿足被試電氣設(shè)備的需求，但大電流發(fā)生器所產(chǎn)生的電流值范圍和高電壓發(fā)生器所輸出的電壓并不限于以上數(shù)據(jù)，以滿足被試電氣設(shè)備需求為準(zhǔn)。
[0010]其中，所述模擬空間為模擬霧霾空間、模擬酸雨空間、模擬淋雨空間、模擬鹽堿空間、模擬高低溫空間或模擬煙霧空間，可以通過不同的模擬測(cè)試環(huán)境，測(cè)試被試電氣設(shè)備在相應(yīng)環(huán)境下呈現(xiàn)的不同電氣特性，測(cè)試空間可以采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并不限于上述五種模擬環(huán)境，將自然界中不便進(jìn)行的電氣試驗(yàn)測(cè)量借由本實(shí)用新型來完成，大幅降低了試驗(yàn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012]本實(shí)用新型在提供電氣設(shè)備調(diào)試過程中所需的大電流和高電壓環(huán)境的同時(shí)，保證導(dǎo)線不會(huì)因?yàn)楣β蔬^大而燒毀，被試電氣設(shè)備可直接通過母排接入輸出線路進(jìn)行測(cè)試，并且通過控制器控制大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器輸出滿足電氣設(shè)備所測(cè)的數(shù)據(jù)要求的調(diào)試電流、電壓值，使設(shè)備的模擬運(yùn)行過程安全可靠，并可節(jié)約大量的電能，大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器的絕緣等級(jí)根據(jù)其各自的電壓等級(jí)水平進(jìn)行設(shè)置，使用簡單，調(diào)試靈活，安全方便，解決了大電流和高電壓在同一線路中無法同時(shí)滿足的大問題，特別是批量產(chǎn)品采用本實(shí)用新型試運(yùn)行出廠后，可靠性會(huì)大大增加，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，減少了故障幾率，是減少用戶質(zhì)量反饋的重要手段。
[0013]另外，電氣設(shè)備在不同的環(huán)境下可能會(huì)呈現(xiàn)不同的電氣特性，針對(duì)某些特殊的環(huán)境條件，例如霧霾、陰雨、酸雨、鹽堿、高低溫、煙霧等，采用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置相應(yīng)環(huán)境的模擬空間，然后在設(shè)置的模擬空間內(nèi)進(jìn)行相關(guān)電氣設(shè)備對(duì)應(yīng)條件下電氣特性的研究，將自然界中不便進(jìn)行的電氣試驗(yàn)測(cè)量借由本實(shí)用新型來完成，大幅降低了試驗(yàn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0014]圖1本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖3本實(shí)用新型實(shí)施例3結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步描述:
[0018]實(shí)施例1:
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型所述高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，包括大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器，大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器均與控制單元相連，高電壓發(fā)生器高壓側(cè)一端接地，另一端直接接入大電流發(fā)生器大電流側(cè)，大電流發(fā)生器輸入側(cè)和/或高電壓發(fā)生器輸入側(cè)連接相位控制器，大電流發(fā)生器大電流側(cè)連接兩條并聯(lián)的輸出線路，分別為交流輸出線路和直流輸出線路，交流輸出線路包括順次設(shè)置的開關(guān)、交流絕緣子和交流母排，交流母排連接用交流電的被試電氣設(shè)備，直流輸出線路包括順次設(shè)置的開關(guān)、交直流轉(zhuǎn)換裝置、直流絕緣子和直流母排，直流母排連接用直流電的被試電氣設(shè)備，交流輸出線路、直流輸出線路以及被試電氣設(shè)備置于模擬空間內(nèi)，被試電氣設(shè)備連接有電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置，電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置與控制單元相連。
[0020]其中，圖1的虛線框表示模擬空間，交流輸出線路和直流輸出線路分別連接N個(gè)交流設(shè)備和N個(gè)直流設(shè)備，N為大于I的正整數(shù)，交流輸出線路根據(jù)所接被試電氣設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，例如單相線路、三相三線線路或三相四線線路等；大電流發(fā)生器以及高電壓發(fā)生器的一次側(cè)和二次側(cè)之間均設(shè)有電磁屏蔽裝置和高壓隔離模塊，電磁屏蔽裝置可以屏蔽大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器對(duì)控制線路的干擾，高壓隔離模塊可以防止突然出現(xiàn)高電壓時(shí)大電流發(fā)生器或高電壓發(fā)生器發(fā)生擊穿；大電流發(fā)生器產(chǎn)生的電流值為0-1000A或更大，所述高電壓發(fā)生器產(chǎn)生的電壓值為6kV、10kV、20kV或35kV或更高，一般情況下上述數(shù)據(jù)即可滿足被試電氣設(shè)備的需求，但大電流發(fā)生器所產(chǎn)生的電流值范圍和高電壓發(fā)生器所輸出的電壓并不限于以上數(shù)據(jù)，以滿足被試電氣設(shè)備需求為準(zhǔn)；模擬空間為正常的室內(nèi)環(huán)境，沒有采取任何的模擬手段，可以測(cè)量正常情況下被試電氣設(shè)備的電氣特性。
[0021]本實(shí)用新型分別通過大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器產(chǎn)生被試電氣設(shè)備所需的大電流和高電壓，將高電壓發(fā)生器高壓側(cè)一端接地，另一端直接接入大電流發(fā)生器大電流側(cè)，配合大電流發(fā)生器產(chǎn)生的大電流為輸出線路提供高電壓、大電流的測(cè)試環(huán)境，并通過相位控制器控制電壓和電流之間的相位角，將誤差保持在3%之內(nèi)，當(dāng)被試電氣設(shè)備為直流設(shè)備時(shí)，閉合直流輸出線路上的開關(guān)，通過交直流轉(zhuǎn)換裝置將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后，將單個(gè)被試電氣設(shè)備或多個(gè)串聯(lián)的直流電氣設(shè)備接入直流輸出線路進(jìn)行測(cè)試，交直流轉(zhuǎn)換裝置可采用大功率IGBT、IGCT、可控硅、晶閘管等可用于控制電流的元件，將其連接于大電流發(fā)生器的大電流側(cè)，控制導(dǎo)通和電流大小的回路懸浮于大電流發(fā)生器大電流側(cè)，通過無線遙控或按照本實(shí)用新型的電壓等級(jí)與地及高電壓發(fā)生器低壓側(cè)進(jìn)行隔離的方法實(shí)現(xiàn)控制，當(dāng)被試電氣設(shè)備為交流設(shè)備時(shí)，閉合交流輸出線路上的開關(guān)，將單個(gè)被試電氣設(shè)備或多個(gè)串聯(lián)的交流設(shè)備接入交流輸出線路進(jìn)行測(cè)試，為實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境條件下的電氣特性研究，將被試電氣設(shè)備置于模擬空間內(nèi)進(jìn)行模擬、測(cè)試，被試電氣設(shè)備可以是互感器、高壓電能表和開關(guān)等，模擬空間采用現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，另外，輸出電路與控制單元之間設(shè)置電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置，測(cè)量所有接入的被試電氣設(shè)備總的工作電壓和電流，并且把所測(cè)電流和電壓值反饋給控制單元，控制單元根據(jù)反饋的測(cè)量值調(diào)控大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器產(chǎn)生與被試電氣設(shè)備相匹配的大電流和高電壓，大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器的絕緣水平根據(jù)其各自所要求的電壓等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用靈活，安全方便，解決了大電流和高電壓在同一線路中無法同時(shí)滿足的大問題。
[0022]實(shí)施例2:
[0023]如圖2所示，虛線框表示模擬空間，交流輸出線路和直流輸出線路分別連接N個(gè)交流設(shè)備和N個(gè)直流設(shè)備，N為大于I的正整數(shù)，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，更改實(shí)施例1中相位控制器的位置，將其設(shè)置在高電壓發(fā)生器輸入側(cè)，實(shí)現(xiàn)電流和電壓的同相位控制，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0024]實(shí)施例3:
[0025]如圖3所示，虛線框表示模擬空間，交流輸出線路和直流輸出線路分別連接N個(gè)交流設(shè)備和N個(gè)直流設(shè)備，N為大于I的正整數(shù)，本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，在高電壓發(fā)生器輸入側(cè)也連接相位控制器，實(shí)現(xiàn)電流和電壓的同相位控制，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0026]實(shí)施例4:
[0027]本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將被試電氣設(shè)備置于霧霾的模擬空間內(nèi)，將霧霾環(huán)境搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備霧霾環(huán)境中電氣特性的研究，在空氣污染日益嚴(yán)重的今天，符合當(dāng)前科研需求，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0028]實(shí)施例5:
[0029]本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，將被試電氣設(shè)備置于高低溫的模擬空間內(nèi)，將高低溫環(huán)境搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備高低溫環(huán)境中的電氣特性的研究，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同。
[0030]實(shí)施例6:
[0031]本實(shí)施例在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，將被試電氣設(shè)備置于淋雨的模擬空間中，將淋雨環(huán)境搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備淋雨環(huán)境下電氣特性的研究，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同。
[0032]實(shí)施例7:
[0033]本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將被試電氣設(shè)備置于鹽堿的模擬空間中，將鹽堿環(huán)境搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備鹽堿環(huán)境下電氣特性的研究，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0034]實(shí)施例8:
[0035]本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，將被試電氣設(shè)備置于酸雨的模擬空間中，將酸雨環(huán)境搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備酸雨環(huán)境下電氣特性的研究，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同。
[0036]實(shí)施例9:
[0037]本實(shí)施例在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上,將被試電氣設(shè)備置于模擬煙霧的空間環(huán)境中，將煙霧環(huán)境搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備煙霧環(huán)境下電氣特性的研究，本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同。[0038]本實(shí)用新型針對(duì)某些特殊的環(huán)境條件，例如霧霾、陰雨、酸雨、鹽堿、高低溫、煙霧等，采用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置相應(yīng)環(huán)境的模擬空間，然后在設(shè)置的模擬空間內(nèi)進(jìn)行相關(guān)電氣設(shè)備對(duì)應(yīng)條件下電氣特性的研究，將自然界中不便進(jìn)行的電氣試驗(yàn)測(cè)量借由本實(shí)用新型來完成，大幅降低了試驗(yàn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，其特征在于，包括大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器，大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器均與控制單元相連，高電壓發(fā)生器高壓側(cè)一端接地，另一端直接接入大電流發(fā)生器大電流側(cè)，大電流發(fā)生器輸入側(cè)和/或高電壓發(fā)生器輸入側(cè)連接相位控制器，大電流發(fā)生器大電流側(cè)連接兩條并聯(lián)的輸出線路，分別為交流輸出線路和直流輸出線路，交流輸出線路包括順次設(shè)置的開關(guān)、交流絕緣子和交流母排，交流母排連接用交流電的被試電氣設(shè)備，直流輸出線路包括順次設(shè)置的開關(guān)、交直流轉(zhuǎn)換裝置、直流絕緣子和直流母排，直流母排連接用直流電的被試電氣設(shè)備，交流輸出線路、直流輸出線路以及被試電氣設(shè)備置于模擬空間內(nèi)，被試電氣設(shè)備連接有電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置，電流測(cè)量裝置和電壓測(cè)量裝置與控制單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，其特征在于，所述交流輸出線路設(shè)為單相線路、三相三線線路或三相四線線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，其特征在于，所述大電流發(fā)生器和高電壓發(fā)生器一次側(cè)和二次側(cè)之間均設(shè)有電磁屏蔽裝置和高壓隔離模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，其特征在于，所述大電流發(fā)生器產(chǎn)生的電流值為0-1000A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，其特征在于，所述高電壓發(fā)生器產(chǎn)生的電壓值為6kV、10kV、20kV或35kV。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的高電壓大功率可調(diào)模擬變電站，其特征在于，所述模擬空間為模擬霧霾空間、模擬酸雨空間、模擬淋雨空間、模擬鹽堿空間、模擬高低溫空間或模擬煙霧空間。
【文檔編號(hào)】G01R1/28GK203786167SQ201420141083
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】榮博, 丁淑潔, 邢成崗, 徐文超, 楊君 申請(qǐng)人:山東計(jì)保電氣有限公司