[发明专利]电压凹陷产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及在发电机上产生电压凹陷的装置，特别是在连接到风力发电厂的内部电网的风力涡轮机上。

背景技术

当电厂的发电机如风力涡轮机连接到输出电网时会导致突然的电压凹陷，因此造成电网短路。在这样的情况下，执行适当的保护断开电网的故障部分，在相反的方向产生新的电压阶跃并在故障之前将电压恢复到正常水平。两步骤的结合称为“电压凹陷”，并由两个参数定义：电压阶跃的幅值和持续时间。

电压凹陷可以导致风力发电厂从电网脱离，伴随其还会带来后续的有害影响，因此需要测试风力涡轮机响应电压凹陷的正确动作。

以下讨论各种已知的不同用途的产生电压凹陷的装置。

专利申请WO0060430描述了检验玻璃制品厂的元件响应可能出现的电压凹陷的灵敏度的系统，其包括使用至少两个双极开关连接到每一相电流的双级联工业自耦变压器，系统在机器的输出上产生电压凹陷，电压凹陷正比于各级上的各个自耦变压器的值。系统提供改变电压凹陷的幅值和持续时间的选项，以及对每一相产生不同的电压凹陷的选项。

美国专利第5886429号提出一种计算机控制和监测的测试台，用于测试连接到测试台的电子设备对测试台产生的电压凹陷和浪涌的响应。

美国专利第5920132号描述了能利用自耦变压器在小功率工业设备上导致电压降低的装置，仅用于低电压。

上述装置中没有一个应用于检验发电机如风力涡轮机响应不同类型的电压凹陷的动作。必须考虑到每一个国家在这一问题上具有不同的标准，因此风力涡轮机制造商必须能够检验不同类型的电压凹陷对其机器的影响，从而确保符合不同的标准。本发明对这一问题提出了解决方案。

发明内容

本发明的主题是用于测试在中低电压下发电机如风力涡轮机响应电压凹陷的动作的装置，电压凹陷类似于可能出现在风力涡轮机连接到的电网上的电压凹陷。

该装置包括：

-1-3个并联的变压器，其在一侧通过连接开关和分别与每一个变压器相连的绝缘开关连接到风力涡轮机，在另一侧通过分别与每一个变压器相连的电路断路器和控制开关连接到地；

-用于产生短路电路的机构，通过以控制开关的打开和闭合时刻的方式触发连接开关和控制开关，从而在所需的线路上产生一段时间的电压凹陷，并通过触发电路断路器，从而在当多于一个变压器时选择涉及形成电压凹陷的变压器的数量，以及选择单相、两相或三相类型的电压凹陷；及

-用于在形成电压凹陷期间保护变压器的机构，优选以下一个或多个元件：

-扼流圈，消除在形成电压凹陷时影响变压器的高频波；

-三相接地电抗器；及

-自动阀，消除变压器上的可能的过电压。

通过变压器构成的分压器，所述装置能在连接到电网的风力涡轮机上产生接地或不接地的单相、两相和三相的短路电路，从而允许上述被测试的风力涡轮机承受不同的电压凹陷，形成电压凹陷不要求风力涡轮机从风力发电厂移走。

具体地，所述装置能够：

-通过形成确定时间的实际短路电路，在风力涡轮机的子端上产生不同类型的电压凹陷；

-为了确保对电网的其余部分干扰最小，短路电路的功率减小到其形成的点；

-风力涡轮机在全功率下运行。

本发明的装置可以连接到：

-风力涡轮机的低压部分，当风力涡轮机的变压器位于塔筒下部时，风力涡轮机的低压易部分可用于装置连接；

-风力涡轮机的中压部分，当风力涡轮机的变压器位于塔筒上部，风力涡轮机的中压是装置连接最可能接近的电压。

假定在等同于风力涡轮机的设备上使用，上述装置可以用于测试任何功率等级的风力涡轮机，其已经成功地用于测试850千瓦和2兆瓦的风力涡轮机。

本发明的其他特征和优点将从以下的详细说明和附图中明显看出。

附图说明

图1是本发明装置在低压装配时的电路图。

图2是本发明装置在中压装配时的电路图。

具体实施方式

根据本发明的装置30能够通过基本上由并联安排的三个变压器3、4和5组成的结构在连接到中压电网(MV)1的风力涡轮机2上形成电压凹陷，三个变压器分别通过电路断路器13和18、11和17及10和16连接到连接开关7、风力涡轮机和控制开关6，为了形成不同持续时间和类型(单相、两相或三相，接地或不接地)的短路电路，装置还配备必要的操作和控制元件，在风力涡轮机2的端子上形成的波形类似于在中压电网1上出现电压凹陷的情况下产生的波形。

本发明的装置30包括两种装配类型：