專利名稱：高壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置，適用 于半導體電力變流器中變壓器的模擬負載。是一種高功率因數、接近變壓 器實際運行工況的負載模擬裝置。廣泛適用于高壓變頻干式移相或整流變 壓器及各類閥側有兩個或多個移相角度的整流變壓器。
技術背景 '
目前整流變壓器的負載損耗測量，均是按照《電力變流變壓器》的國 家標準JB/T8636-1997，分別短路一組三相線圈，其它組開路，分別測得 Pl、 P2、 P3……Pn，然后按照公式f算得出；而短路阻抗則是將閥側繞組 全部短路測得。由于閥側各低壓繞組移相角度不一樣，有的還設置成延邊 三角星接法，因此各個低壓繞組的匝數不盡一致，直接短路時將導致網側 對閥側各低壓的阻抗出現偏差，電流分布不均，最終無法準確測量其負載 損耗和短路阻抗。特別是高壓變頻用移相干式變壓器，移相角度有4~10組， 按三相計算則有12~30個低壓線圈，那么負載最多需要短接30次，試驗工 作煩瑣，測量結果誤差大，不能夠指導設計改進。
不過，部分廠家采用了一些新的方法改進試驗，譬如在閥側各低壓相 間串入可調電抗器，或者用鹽水作負載調節(jié)各個低壓的短路電流，使得各 個低壓繞組的短路電流一致。采用以上方法電抗器調節(jié)時，功率因數低， 對電源要求高(需要大功率電源或在網測補償電容)，而且所需要的電抗器 數目繁多，難以調節(jié)，給試驗研究帶來不便。如用鹽水調節(jié)，更加難于調 節(jié)，且穩(wěn)定性差。同樣地，采用大功率電阻調節(jié)各低壓繞組負載電流時， 電阻數目繁多，體積龐大，還需要添置散熱裝置。所以在負載損耗無法準 確測量的前提下，難以考核變壓器的溫升，廠家只能通過設計計算和現場 運行取得經驗，從而成為高壓變頻移相變壓器、整流變壓器(以下簡稱變 壓器)優(yōu)化改進的一大瓶頸
實用新型內容
i
本實用新型的目的，首先是為了克服在閥側低壓相間串入可調電抗器 法存在需要電抗器數目繁多、難以調節(jié)的缺點，其次是為了克服鹽水調節(jié) 法存在難于調節(jié)、穩(wěn)定性差的缺點，提供一種具有高功率因數、高效的高 壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置。本實用新型的目的可以通過采取如下技術方案達到
高壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置，其結構特點是由若干個 全波整流電路和可調式高阻抗負載模塊連接而成；所述全波整流電路預留 交流輸入端；
1) 全部全波整流電路的直流輸出端"+"、"一"極串聯(lián)后與可調式高 阻抗負載模塊并聯(lián)，所述可調式高阻抗負載模塊由單個可調式高阻抗負載 或由i個可調式高阻抗負載串聯(lián)或并聯(lián)構成；
2) 或者每個全波整流電路的直流輸出端"+"、"一"極連接一個可調 式高阻抗負載模塊LBi; i=l， 2， 3，……n;
3) 11=3， 4， 5， 6, 7， 8， 9， 10或者10以上的自然數。
本實用新型利用半導體電力變流器中變壓器閥側低壓繞組阻抗低的原 理，采用高阻抗負載模塊LB及全波整流橋，將各閥側繞組輸出的交流源 經整流后串接而成。 一種結構形式是將所述變壓器TRAN的閥側低壓繞組 各并聯(lián)一個全波整流橋，經整流后，將各全波整流橋的"+"、"-"極串聯(lián)， 輸出至負載模塊LB。通過調節(jié)負載模塊LB和網側電源，即可達到變壓器 額定電流或所需其它電流。
本實用新型的目的還可以通過i取如下技術方案達到
本實用新型的一種改進方案是所述全波整流電路可以由二極管全波橋式 整流電路或者由晶閘管或IGBT等電力電子可控開關器件組成的全波全控整流橋或 者由二極管和晶閘管、IGBT等電力電子可控開關器件組成的全波半控整流橋構成。
本實用新型的一種改進方案是所述可調式高阻抗負載模塊可以由可 調式阻性負載R、阻性一感性負載RL或者由濾波電路、IGBT逆變電路與 可調式阻性負載R或阻性一感性負載RL構成。'
本實用新型具有如下有益效果
由于本實用新型是利用半導體電力變流器中變壓器閥側低壓繞組阻抗
低的原理，釆用高阻抗負載模塊L6及全波整流橋，將各閥側繞組輸出的
交流源經整流后連接而成，這樣加入整流電路再帶以適當的負載，可在閥
側產生標準允許范圍內的少量諧波，無需添置濾波電路，能真實模擬工況； 具有電路結構簡單的特點，因此，既克服在閥側低壓相間串入可調電抗器 法存在需要電抗器數目繁多、難以調節(jié)的缺點，又能克服鹽水調節(jié)法存在難于調節(jié)、穩(wěn)定性差的缺點。本實用新型全橋整流電路，可以由整流二極 管連接而成，還可以采用大功率模塊的形式，加以并聯(lián)的方法，可為大容 量變壓器準確實施負載試驗，甚至溫升試驗。
圖1是本實用新型具體實施例1的電氣原理圖。 圖2是本實用新型具體實施例2的電氣原理圖。 圖3是圖1、圖2中變壓器的等效原理圖。
具體實施方式
具體實施例1:
參照圖1， TRAN為移相或整流變壓器；LW1為低壓繞組1; LB1、 LB2 及LBn分別表示負載模塊1、 2及n;由LW1和LB1以及六個整流二極管 即組成第一組整流電路。n組整流電路互相獨立。
本實施例由n個全波整流電路和n個可調式高阻抗負載模塊連接而成； 所述全波整流電路的交流輸入端連接移相或整流變壓器TRAN的次級繞 組；每個全波整流電路的直流輸出端"+"、"一"極連接一個可調式高阻抗
負載模塊LBi; i=l， 2， 3， ......n。本實施例中，n=3， 4， 5， 6， 7， 8， 9，
10或者10以上的自然數。
本實施例中所述可調式高阻抗負載模塊可以由可調式阻性負載R、 阻性一感性負載RL或者由濾波電路、IGBT逆變電路與可調式阻性負載R 或阻性一感性負載RL構成。
具體實施例2: '
參照圖2，本實施例的特點是全部全波整流電路的直流輸出端"+"、 "一"極串聯(lián)后與可調式高阻抗負載模塊并聯(lián)，所述可調式高阻抗負載模 塊由單個可調式高阻抗負載或由n個可調式高阻抗負載串聯(lián)或并聯(lián)構成；
即n組整流電路通過六脈動直流串接，并接入一公共負載模塊LB。本實施 例中，n-3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10或者10以上的自然數。
本實施例中所述可調式高阻抗負載模塊可以由可調式阻性負載R、 阻性一感性負載RL或者由濾波電路、IGBT逆女電路與可調式阻性負載R 或阻性一感性負載RL構成。
5
以下結合附圖詳細描述本實用新型的工作原理
如圖1所示，本實施例采用三相全橋二極管不控整流電路，變壓器 TRAN閥側的每個低壓繞組經一全橋整流，在直流輸出端接入一負載模塊 (主要為阻性元件)。二極管不控整流猶如可控硅整流的全導通狀態(tài)，可以 將三相全橋二極管不控整流看作三個單相橋式不控整流，顯然，電阻負載 單相橋式不控整流回路的電流是連續(xù)的，從電源'側看幾乎接近電源波形(接 入負載或低壓繞組內阻較大時，二極管正、反向導通整流會使波形發(fā)生畸 變，畸變的程度跟負載有關)，如果去掉負載，那么回路的電流波形即等同 電源波形。所以三相全橋二極管不,整流回路對于每一相(a或b或c)的 電流是連續(xù)的，即接近電源波形通^為正弦波，因此這個回路適用變壓器 的回路分析。
如圖3所示，在低壓繞組及負載的回路里，低壓繞組內阻無窮小于負 載模塊阻抗，即Z2<<Zlb，忽略Z2和激磁阻抗Zm,那么根據基爾霍夫 電壓回路方程有I2=E2/ (Zm+Z2+ZLB) =E2/Zlb,所以，各低壓都接同 樣的負載模塊，如圖l， ZLB1 =ZLB2= ZLB3=…Z^n時，均輸出同樣大小的 電流I2。為了簡化接線，可將各個低壓繞組經整流后串接，只經一個負載 模塊短接形成回路，如圖2,各低壓繞組的負載短路電流Ial=la2=la3=-Ian (以單相a相為例)，達到了各低壓繞組平均分配負載一平均出力的目 的。
權利要求1、高壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置，其特征是由若干個全波整流電路和可調式高阻抗負載模塊連接而成；所述全波整流電路預留交流輸入端；1)全部全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極串聯(lián)后與可調式高阻抗負載模塊并聯(lián)，所述可調式高阻抗負載模塊由單個可調式高阻抗負載或由n個可調式高阻抗負載串聯(lián)或并聯(lián)構成；2)或者每個全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極連接一個可調式高阻抗負載模塊LBi；i＝1，2，3，……n；3)n＝3，4，5，6，7，8，9，10或者10以上的自然數。
2、 根據權利要求1所述的高壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置， 其特征是所述全波整流電路由二極管全波橋式整流電路構成，或者由晶 閘管或IGBT電力電子可控開關器件組成的全波全控整流橋構成，或者由 二極管和晶閘管、IGBT電力電子可控開關器件組成的全波半控整流橋構 成。
3、 根據權利要求1所述的高壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置， 其特征是所述可調式高阻抗負載模塊由可調式阻性負載R構成，或者由 阻性一感性負載RL構成，或者由濾波電路、IGBT逆變電路與可調式阻性 負載R或阻性一感性負載RL構成。
專利摘要本實用新型涉及高壓變頻移相或整流變壓器負載模擬裝置，其結構特點是由若干個全波整流電路和可調式高阻抗負載模塊連接而成；所述全波整流電路預留交流輸入端；1)全部全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極串聯(lián)后與可調式高阻抗負載模塊并聯(lián)，所述可調式高阻抗負載模塊由單個可調式高阻抗負載或由i個可調式高阻抗負載串聯(lián)或并聯(lián)構成；2)或者每個全波整流電路的直流輸出端“+”、“-”極連接一個可調式高阻抗負載模塊LB i；i＝1，2，3，……n；3)n＝3，4，5，6，7，8，9，10或者10以上的自然數。本實用新型可為大容量變壓器準確實施負載試驗，甚至溫升試驗。
文檔編號G01R31/00GK201344957SQ200820205100
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權日2008年12月12日
發(fā)明者楊忠民, 王衛(wèi)宏, 義 高, 龍清華 申請人:廣州智光電氣股份有限公司