本發(fā)明屬于電機技術領域，具體涉及一種微電網(wǎng)模擬可變功率異步電機負載實驗平臺。

背景技術：

微電網(wǎng)作為新型的電網(wǎng)結構，在傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡的基礎上增加了系統(tǒng)網(wǎng)絡的靈活性。在微電網(wǎng)并離網(wǎng)運行時，異步電機作為一種電網(wǎng)常規(guī)負載。規(guī)模和功率占比較大。為了研究異步電機負載對于微電網(wǎng)并離網(wǎng)運行狀態(tài)和無縫切換連接過程中暫態(tài)過程的影響。特別研制了本負載實驗裝置。其中重要的目的是為了研究，一是微電網(wǎng)并離網(wǎng)中模式切換過程中，異步電機無功勵磁對于微電網(wǎng)的電壓和頻率影響；二是微電網(wǎng)中異步電機負載對于微電網(wǎng)的系統(tǒng)能量回饋問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出了一種微電網(wǎng)模擬可變功率異步電機負載實驗平臺，模擬了三相異步電機負載在微電網(wǎng)并離網(wǎng)切換過程中的電磁暫態(tài)過程，包括了異步電機實際運行時空載、負載時的啟動、運行和停止過程，能準確地反映實際整個電機的運行過程對于微電網(wǎng)的暫態(tài)過程的影響；且具有優(yōu)良的電機保護功能，并通過添加軟啟裝置、過壓保護實現(xiàn)對電機系統(tǒng)的保護。

一種微電網(wǎng)模擬可變功率異步電機負載實驗平臺，包括：電機對拖平臺、主控柜和可調(diào)電阻值的電阻柜，其中，所述的電機對拖平臺包括：異步電動機、同步發(fā)電機和聯(lián)軸器，所述的主控柜包括：PLC控制器、觸摸屏、拖動電機軟啟動器和電能質(zhì)量測試儀表；

所述的PLC通過通訊接口與觸摸屏連接，PLC的多個輸出端分別與拖動電機軟啟動器的輸入端和電阻柜的輸入端相連接，電能質(zhì)量測試儀表與控制柜主電路連接，分別測量電壓和電流信號；

所述的拖動電機軟啟動器的輸出端連接異步電動機的輸入端，異步電動機通過聯(lián)軸器連接同步發(fā)電機，同步發(fā)電機的輸出端連接電阻柜。

該裝置還包括安全系統(tǒng)，包括：安全鏈自鎖繼電器、蘑菇頭急停開關、PLC控制器看門狗和配電電源。

所述的主控柜還設置有開關、接觸器、繼電器和低壓電器。

所述的電阻柜，包括多個電阻，根據(jù)實際功率檢測需求，通過按鍵組合接入電阻，設置放電功率間隔為1kW。

本發(fā)明優(yōu)點：

本發(fā)明提出一種微電網(wǎng)模擬可變功率異步電機負載實驗平臺，模擬異步電機空載、負載運行的基礎上，通過PLC設置負載功率的大小；結構簡單，穩(wěn)定性、可靠性好，使用方便，沒有機組那樣繁雜的操作程序，可以零轉(zhuǎn)矩(零轉(zhuǎn)速)軟啟動，完全避免了機組啟動那樣對電網(wǎng)的沖擊，只需通過控制觸屏進行電阻的調(diào)節(jié)就解決了加載操作，使用極其方便。它可以在全程轉(zhuǎn)速(甚至在零轉(zhuǎn)速下)和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)保持極高的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例的微電網(wǎng)模擬可變功率異步電機負載實驗平臺結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一種微電網(wǎng)模擬可變功率異步電機負載實驗平臺電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明一種實施例做進一步說明。

本發(fā)明實施例中，如圖1所示，微電網(wǎng)模擬可變功率異步電機負載實驗平臺，電機對拖平臺、主控柜和可調(diào)電阻值的電阻柜，所述的電機對拖平臺包括：異步電動機、同步發(fā)電機和聯(lián)軸器，所述的主控柜包括：PLC控制器、觸摸屏、拖動電機軟啟動器和電能質(zhì)量測試儀表；

本發(fā)明實施例中，拖動電機軟啟動器采用JJ1000型號，用于啟動鼠籠型異步電機，可限制啟動電流、降壓啟動；減少啟動電流對于電網(wǎng)的沖擊；降低設備的震動和噪聲，延長機械傳動壽命；

本發(fā)明實施例中，異步電動機采用Y2-180M-2型拖動電機，用于拖動20kW可調(diào)負載；加入軟啟動裝置可減少頻繁啟動對于電流沖擊；完全啟動后，軟啟動旁路后，可進行微網(wǎng)通電、斷電及并離網(wǎng)切換的三相異步電機回饋電能實驗；

本發(fā)明實施例中，同步發(fā)電機采用同步發(fā)電機組，性能穩(wěn)點，運行可靠維護量少；

本發(fā)明實施例中，電阻柜包括多個不銹鋼電阻組成。額定電壓下電阻的功率分別為1kW、2kW、2kW、5kW、10kW?？捎刹煌慕M合實現(xiàn)1～20kW的任意功率，最小分辨率為1kW；

本發(fā)明實施例中，主控柜配備：開關、接觸器、繼電器、低壓電器、柜體加熱器及照明；面板設置：儀表、開關、按鈕、指示燈、急停按鈕；

本發(fā)明實施例中，PLC采用西門子S7-1200系列PLC，用于拖動電機的啟動?？刂疲密泦友b置將電機啟動至額定轉(zhuǎn)速；負載額定功率調(diào)整，利用可控電阻箱實現(xiàn)負載功率的調(diào)整；

本發(fā)明實施例中，主電路電源為三相380V交流電，取自微電網(wǎng)，用于驅(qū)動異步電機；異步電機的負載大小由同步電機的負載電阻所決定；主控柜的控制電源為220V交流電，取自配電柜，為控制系統(tǒng)及UPS供電；PLC及控制回路通過UPS進行取電，在微電網(wǎng)掉電的的過程中，可以持續(xù)穩(wěn)定的進行工作；

本發(fā)明實施例中，所述的PLC通過通訊接口與觸摸屏連接，PLC的多個輸出端分別與拖動電機軟啟動器的輸入端和電阻柜的輸入端相連接，電能質(zhì)量測量儀表與控制柜主電路連接，分別測量測量電壓和電流信號；如圖2所示，為本發(fā)明可調(diào)功率負載電機對拖實驗平臺的電路原理圖；

本發(fā)明實施例中，該裝置還包括安全系統(tǒng)，包括：安全鏈自鎖繼電器、蘑菇頭急停開關、PLC控制器看門狗和配電電源；安全系統(tǒng)是由元件串聯(lián)起來組成的一個鏈路，安全系統(tǒng)獨立控制不受機組控制系統(tǒng)的約束，在機組急停按下被激活時繼電器將切斷安全鏈自鎖繼電器，此時機組主力電源已被切斷，需要操作人員復位；機組安全系統(tǒng)主要功能：保證系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，不會因可預見的故障而造成機組損壞；安全系統(tǒng)動作機組進入緊急停機程序，緊急停機程序觸發(fā)拖動模擬電機停止，并且發(fā)電系統(tǒng)進行制動停機；

本發(fā)明實施例中，安全系統(tǒng)是分級的，一般分為2個級別：一級安全系統(tǒng)和二級安全系統(tǒng)；

A.二級安全系統(tǒng)

二級安全系統(tǒng)動作(即安全鏈自鎖繼電器動作觸發(fā)二級安全系統(tǒng))觸發(fā)快速停機控制程序；二級安全系統(tǒng)包括過熱、電網(wǎng)過壓和欠壓保護；

B.一級安全系統(tǒng)

一級安全系統(tǒng)動作(即蘑菇頭急停按鈕動作觸發(fā)一級安全系統(tǒng))觸發(fā)緊急停機程序；功能：一級安全系統(tǒng)動作機組進入緊急停機程序。