[發(fā)明專利]能饋型變流器功率測(cè)試系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310424581.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103837765A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余志濤;賓彬;易衛(wèi)華;李濤;屈宏濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲南車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R1/30;H02J3/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法，尤其是涉及一種以變壓器作負(fù)載的能饋型變流器功率考核試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

變流器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率可調(diào)（或定頻）的電能控制裝置。把工頻電源（50Hz或60Hz）變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)變速運(yùn)行控制的或?qū)㈦娔懿⒕W(wǎng)的設(shè)備。其中，控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。

變流器按其供電電壓等級(jí)可分為：低壓變流器（110V、220V、380V、600V、690V、1140V）、中壓變流器（3.3KV、4.16KV、6.6KV）和高壓變流器（10KV及以上）。

按供電電源的相數(shù)可分為：直流輸入變流器、交流輸入變流器（包括單相輸入變流器、三相輸入變流器和多相輸入變流器）。

按照直流電源性質(zhì)可分為：電壓型變流器和電流型變流器。

按照工作原理分類可分為：V/f控制變流器、轉(zhuǎn)差頻率控制變流器和矢量控制變流器等。

按照開(kāi)關(guān)方式分類可分為：PAM控制變流器、PWM控制變流器和高載頻PWM控制變流器。

隨著我國(guó)變流技術(shù)的飛速發(fā)展，變流器在高壓輸電、工業(yè)傳動(dòng)、電力牽引、電能并網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用普及率已經(jīng)越來(lái)越廣。其功率也越來(lái)越大，目前行業(yè)中兆瓦級(jí)的變流器已經(jīng)很常見(jiàn)。變流器的出廠功率考核主要是對(duì)變流器的主電路通一定時(shí)間的大電流（一般是額定電流），用以驗(yàn)證變流器（特別是大功率變流器）在通以大電流工作情況下的電流輸出是否穩(wěn)定以及溫升情況是否穩(wěn)定。為了確保產(chǎn)品出廠后質(zhì)量和性能的穩(wěn)定，制造商一般都需要對(duì)變流器進(jìn)行一定時(shí)間的電流功率考核測(cè)試。

傳統(tǒng)方式常常選用電阻、電抗等能耗型元件作為負(fù)載的方法，導(dǎo)致電能被無(wú)謂地消耗為熱能，同時(shí)還存在參數(shù)的大小不能連續(xù)調(diào)節(jié)、自動(dòng)化程度低、負(fù)載的大小不穩(wěn)定、會(huì)隨溫度的變化而變化、體積龐大、需要專門(mén)的通風(fēng)設(shè)備等缺點(diǎn)。此外，傳統(tǒng)阻感負(fù)載方式還存在以下技術(shù)問(wèn)題：

（1）電源系統(tǒng)的搭建成本高：大功率的考核，勢(shì)必需要大功率電源進(jìn)行供電，大功率電源系統(tǒng)的搭建成本很高，比如一個(gè)普通的2.5MVA電源系統(tǒng)，其搭建成本大概需要120萬(wàn)元左右；

（2）對(duì)電網(wǎng)的干擾大：由于是滿功率考核，對(duì)電網(wǎng)的干擾也相對(duì)較大，所以有時(shí)需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行電能治理，這樣也導(dǎo)致了附加成本的增加，巨大的熱量散發(fā)也給實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建成本提出了更高的要求；

（3）負(fù)載作為大功率考核負(fù)載，有時(shí)甚至是滿功率考核，其發(fā)熱量和對(duì)電能的浪費(fèi)可想而知。

而目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的針對(duì)變流器出廠功率考核測(cè)試系統(tǒng)的搭建方式和考核方法雖不盡相同，但其系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本一致。下面主要通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中兩種典型的背靠背電機(jī)對(duì)拖負(fù)載試驗(yàn)考核系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行描述，具體如附圖1和附圖2所示。背靠背電機(jī)對(duì)拖負(fù)載試驗(yàn)考核系統(tǒng)主要存在以下技術(shù)問(wèn)題：

（1）試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建成本高：大功率的考核，勢(shì)必需要大功率電源進(jìn)行供電，以及大功率并網(wǎng)回饋負(fù)載系統(tǒng)（包括電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、并網(wǎng)變流器、并網(wǎng)變壓器等），整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建成本非常的高，比如一套普通的背靠背電機(jī)對(duì)拖回饋2.5MVA試驗(yàn)系統(tǒng)，其搭建成本大概需要500萬(wàn)元左右；

（2）對(duì)電網(wǎng)的干擾大：由于是滿功率考核，對(duì)電網(wǎng)的干擾也相對(duì)較大，同時(shí)，電能的回饋并網(wǎng)，也會(huì)給電網(wǎng)的電能質(zhì)量帶來(lái)一定的影響，所以有時(shí)需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行電能治理，這樣也導(dǎo)致了附加成本的增加，如果沒(méi)有絕對(duì)的利潤(rùn)空間作為支撐，將給企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；

（3）通用性差：不同的變流器需要配置不同的對(duì)拖電機(jī)負(fù)載；

（4）檢修和保養(yǎng)復(fù)雜：復(fù)雜的系統(tǒng)，必然給檢修和保養(yǎng)提出了更高的要求。

基于以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā)一種具有能量回饋功能并能準(zhǔn)確模擬各種特性負(fù)載的能量回饋型負(fù)載的變流器功率測(cè)試系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)約能源、減少開(kāi)支和試驗(yàn)自動(dòng)化的效果已顯得十分迫切而且必要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種能饋型變流器功率測(cè)試系統(tǒng)及其方法，能夠有效保證測(cè)試質(zhì)量、提升測(cè)試效率、提高設(shè)備利用率、節(jié)約設(shè)備投入成本，同時(shí)節(jié)能減排、簡(jiǎn)化操作入門(mén)門(mén)檻、杜絕安全隱患。