本發(fā)明涉及互感器校驗領域，尤其涉及一種gis電壓互感器校驗電源。

背景技術：

隨著我國電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)占主導地位的ais(airinsulatedswitchgear,空氣絕緣配電裝置)已逐漸呈現(xiàn)出被gis(gasinsulatedswitchgear，氣體絕緣全封閉組合電器)所取代的趨勢。由于gis內(nèi)電壓互感器是電能計量重要組成部分，它的準確性對于發(fā)供電企業(yè)的貿(mào)易結算起到重要作用，因此需要對其進行定期的誤差校驗，而發(fā)電廠和變電站現(xiàn)場使用的電力互感器多數(shù)都屬于高電壓、大電流的安裝式互感器，因此必須在現(xiàn)場校驗，以防止重大事故的發(fā)生。

對gis內(nèi)電壓互感器校驗時，不能完全把電壓互感器獨立出來，需要帶上一定間隔數(shù)和一定長度的母線，具有一定的對地電容，升壓時就存在容性電流，由于gis氣室管道尺寸規(guī)格不同、長度不一以及接線布置方式不盡統(tǒng)一，造成了gis管道電容量的不確定性，因此目前電壓互感器校驗電源主要采用調(diào)壓器加投切電抗器無功補償?shù)姆桨?，由于管道電容量不確定，無功補償時需反復調(diào)整電抗器投切數(shù)。由于高壓可調(diào)電抗器設計困難，目前在實際產(chǎn)品中往往采取在升壓變壓器中設計一個中低壓補償繞組，這個補償繞組接上低壓可調(diào)電抗器進行補償，吸收大量容性無功的電容存在于一次回路，在升壓變的二次側(cè)只能補償調(diào)壓器的容量，升壓變的容量還是得和一次需要的容量一樣。

然而，現(xiàn)有的gis電壓互感器校驗電源體積和重量都較大，無功補償時電抗器的容量大、電磁應力大、震動噪聲大，且機械投切開關壽命短，大大降低了電壓互感器現(xiàn)場誤差試驗工作效率。

技術實現(xiàn)要素：

為克服相關技術中存在的問題，公開了如下技術方案：

一種gis電壓互感器校驗電源，包括依次串聯(lián)的變壓器單元、二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述變壓器單元包括多個二次側(cè)繞阻，所述二極管不控整流單元包括多個功率模塊，所述dc/ac變換器單元包括多個逆變器；所述直流母線電容器單元包括多個電解電容模塊；每個所述二次側(cè)繞阻與一個功率模塊串聯(lián)，每個所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個所述逆變器的輸出端依次串聯(lián)，所述二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等。

可選地，多個所述功率模塊依次串聯(lián)。

可選地，每個所述功率模塊包括一個二極管，所述二極管為功率二極管。

可選地，所述二極管不控整流單元還包括用于強制風冷的散熱器。

可選地，多個所述電解電容模塊相互獨立。

可選地，所述電解電容模塊包括兩個串聯(lián)的電解電容。

可選地，所述dc/ac變換器單元采用兩電平拓撲結構。

可選地，所述dc/ac變換器單元采用多電平拓撲結構。

本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源，包括依次串聯(lián)的變壓器單元、二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述變壓器單元包括多個二次側(cè)繞阻，所述二極管不控整流單元包括多個功率模塊，所述dc/ac變換器單元包括多個逆變器；所述直流母線電容器單元包括多個電解電容模塊；每個所述二次側(cè)繞阻與一個功率模塊串聯(lián)，每個所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個所述逆變器的輸出端依次串聯(lián)，所述二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等。本發(fā)明實施例省去了無功補償環(huán)節(jié)，配合升壓變壓器，不僅能夠生成理想的電壓波形，還能模擬實際工況中的幅值波動、頻率波動、諧波，減小校驗電源的體積和重量，提高現(xiàn)場校驗能力和工作效率，降低成本，在gis電壓互感器校驗電源領域具有顯著的優(yōu)勢。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種gis電壓互感器校驗電源的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種單相多電平逆變器的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種單相兩電平逆變器的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種gis電壓互感器校驗電源的控制結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

參見圖1，為本發(fā)明實施例提供的一種gis電壓互感器校驗電源的結構示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源包括，變壓器單元1、二極管不控整流單元2、直流母線電容器單元3以及dc/ac變換器單元4。

變壓器單元1、二極管不控整流單元2、直流母線電容器單元3以及dc/ac變換器單元4依次串聯(lián)。

其中，變壓器單元1采用一臺三相升壓隔離變壓器，包含一個一次繞組和多個二次繞組，對輸入的380v三相電壓進行升壓并起電氣隔離作用，僅提供本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源的有功功率，將電能傳送給二極管不控整流單元2。

二極管不控整流單元2包含多組功率模塊，各功率模塊將變壓器單元1輸出的交流電壓整流成直流電壓，二極管不控整流單元2也僅提供本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源的有功功率，將電能傳送給直流母線電容器單元3。

直流母線電容器單元3包含多組電解電容模塊，實現(xiàn)直流母線電壓的支撐，電解電容模塊為dc/ac變換器單元4提供較高的正電壓、負電壓和零電壓，將電能傳送給dc/ac變換器單元4。

為了盡可能提高校驗電源的電壓等級和容量等級，降低輸出電壓的總諧波畸變率，提高效率和可靠性，降低成本，dc/ac變換器單元4采用單相多電平逆變器級聯(lián)技術。dc/ac變換器單元4包含多組單相多電平逆變器，每組逆變器編號分別為#1，#2，…，#n，采用電壓電流雙閉環(huán)控制、前饋控制以及直流母線不平衡控制，輸出側(cè)依次串聯(lián)，省去了無功補償環(huán)節(jié)，配合升壓變壓器，本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源不僅能夠生成理想的電壓波形，還能模擬實際工況中的幅值波動、頻率波動、諧波。

二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等，每個二次側(cè)繞阻與一個功率模塊串聯(lián)，每個功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個逆變器的輸出端依次串聯(lián)。

具體的，二極管不控整流單元2中的多個功率模塊依次串聯(lián)，每個功率模塊包括一個功率二極管，在運行工程中功率二極管會產(chǎn)生大量的熱量，因此自然冷卻難以滿足運行時得要求，因此需要對功率二極管進行強制風冷，為了滿足對功率二極管進行強制風冷，在設計時可以將多個功率模塊中的功率二極管固定在柜子中，并在柜子內(nèi)設置散熱器，從而對功率二極管進行強制風冷，需要說明的是，二極管的固定空間不易密封，防止用于密封而導致散熱情況下降影響本發(fā)明的運行。

直流母線電容器單元3中的多個電解電容模塊相互獨立，每個電解電容模塊包括兩個串聯(lián)的電解電容。由于本發(fā)明實施例在運行時電壓比較高，單個電容的耐壓難以承受，因此需要串聯(lián)兩個電解電容才能用于較高的電壓

參見圖2，為本發(fā)明實施例提供的一種單相多電平逆變器的結構示意圖，如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源中的dc/ac變換器單元4采用多電平拓撲結構，需要說明的是本發(fā)明實施例中提及的多電平拓撲結構包括三電平及三電平以上多種拓撲結構，在此，本發(fā)明實施例僅給出了一種采用單相二極管鉗位三電平逆變器的結構示意圖。

參見圖3，為本發(fā)明實施例提供的一種單相兩電平逆變器的結構示意圖，如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源中的dc/ac變換器單元4也可采用兩電平拓撲結構。

參見圖4為本發(fā)明實施例提供的一種gis電壓互感器校驗電源的控制結構示意圖，針對本發(fā)明實施例，圖4給出一個具體的實施例的控制結構示意圖。

校驗電源裝置的主要參數(shù)：額定功率1.5mva，額定有功功率100kw，額定無功功率1.497mvar；輸入電壓380v，輸出電壓10kv；dc/ac變換器單元4由12組單相二極管鉗位三電平逆變器串聯(lián)組成，每臺逆變器輸出電壓833v，額定輸出電流150a；直流母線電壓3kv；變壓器額定容量120kva。

各臺單相二極管鉗位三電平逆變器的控制策略為：輸出電壓的指令值與反饋值vo相比較，誤差信號δvo經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)器得到輸出電流的增量δio，與輸出電流io相加得到電感電流的指令值il^*；電感電流指令值il^*與反饋值il相比較，誤差信號δil經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器得到調(diào)制波分量um1，為了減小電壓、電流調(diào)節(jié)器負擔，加入前饋控制，輸出電壓的反饋值vo經(jīng)前饋控制器得到調(diào)制波分量um2，兩個調(diào)制波分量相加即可得到調(diào)制波信號um；為了實現(xiàn)直流母線電壓中點平衡，加入不平衡調(diào)節(jié)器，vp和vn相比較，誤差信號δvdc經(jīng)過不平衡調(diào)節(jié)器得到偏移量信號umo；調(diào)制波信號um與偏移量信號umo經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制，得到驅(qū)動脈沖信號，為了減小輸出電壓的總諧波畸變率，采用載波移相；脈沖信號經(jīng)驅(qū)動保護電路，控制單相二極管鉗位三電平逆變器中的功率半導體開關器件的開通和關斷。

本發(fā)明實施例提供的gis電壓互感器校驗電源，包括依次串聯(lián)的變壓器單元、二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述變壓器單元包括多個二次側(cè)繞阻，所述二極管不控整流單元包括多個功率模塊，所述dc/ac變換器單元包括多個逆變器；所述直流母線電容器單元包括多個電解電容模塊；每個所述二次側(cè)繞阻與一個功率模塊串聯(lián)，每個所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個所述逆變器的輸出端依次串聯(lián)，所述二次側(cè)繞阻、功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等。本發(fā)明實施例省去了無功補償環(huán)節(jié)，配合升壓變壓器，不僅能夠生成理想的電壓波形，還能模擬實際工況中的幅值波動、頻率波動、諧波，可以減小校驗電源的體積和重量，提高現(xiàn)場校驗能力和工作效率，降低成本，在gis電壓互感器校驗電源領域具有顯著的優(yōu)勢。

需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

以上所述的本發(fā)明實施方式并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。