[实用新型]全功率变流器功率测试平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全功率变流器功率测试平台。 

背景技术

变流器作为风力发电与电网的接口，既要对风力发电机进行控制，又要向电网输送优质电能，因此保证其良好性能的测试工作显得尤为重要。 

现有功率测试平台如图1所示，由电动机、电动机侧适配变压器、电动机驱动用变流器、发电机、发电机侧适配变压器、被测变流器、控制台及相关配电设备组成。试验时由原动机驱动用变流器启动原动机运行，模拟风吹动桨叶而引发的发电机转动，发电机的电能经变流器及隔离适配变压器回馈至电网。在变流器满功率测试过程中，需要电机具备同等容量，需要的设备多，占地空间大，设备投资成本高。且随产品批量化投产后，仍使用该平台进行出厂测试，加速了平台设备的老化速度，提高了测试成本。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种等效的全功率变流器功率测试平台，既满足功率测试需求，又减少了设备投资成本和场地占用需求，且有利于批量化产品测试。 

本实用新型由隔离变压器、电抗器和断路器组成。第一电抗器经过第四断路器与第一隔离变压器相连，第一隔离变压器经过第二断路器与外部电网相连接，构成待测的全功率变流器的电机侧的一套功率路径；第二电抗器经过第五断路器与第二隔离变压器相连，第二隔离变压器经过第三断路器与外部电网相连接，组成待测的全功率变流器的电机侧的另一套功率路径；测试时，待测的全功率变流器的电网侧与外部电网相连，待测的全功率变流器的电机侧分别与第一电抗器和第二电抗器相连接，能量由所述的待测的全功率变流器的电机侧传递至待测的全功率变流器的电网侧，再经由断路器、隔离变压器、断路器及电抗器返回至电机侧变流器，形成功率循环回路，省去了昂贵的电机设备。 

本实用新型应用于全功率变流器地面调试及测试过程，可进行满功率试验、温升试验、过载试验及稳定性运行试验。 

附图说明

图1现有的全功率变流器功率测试平台示意图； 

图2本实用新型的一种具体实施方式的测试平台电路结构示意图； 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。 

如图2所示，本实用新型包括：第一隔离变压器T1、第二隔离变压器T2，第一电抗器L1、第二电抗器L2，以及第一断路器至第五断路器五个断路器Q1～Q5。 

电抗器经过断路器与隔离变压器相连，隔离变压器经过断路器与外部电网相连接。测试时待测的全功率变流器的电网侧与外部电网相连接，待测的全功率变流器的电机侧与电抗器相连接，能量由待测的全功率变流器的电机侧传递至待测的全功率变流器的电网侧，再经由断路器、隔离变压器、断路器及电抗器返回至待测的全功率变流器的电机侧。如图2所示，第一电抗器L1、第四断路器Q4、第一隔离变压器T1及第二断路器Q2依次串联构成待测的全功率变流器的电机侧的一套功率路径，第二电抗器L2、第五断路器Q5、第二隔离变压器T2及第三断路器Q3依次串联组成待测的全功率变流器的电机侧的另一套功率路径。两套功率路径并联在全功率变流器的两侧。第一断路器Q1串联在待测全功率变流器的电网侧与外部电网之间。 

本实用新型的测试对象为风力发电机组全功率变流器，全功率变流器的机侧多采用双绕组，为了能提供设计要求的电流，试验平台的电路结构如图2所示，纯有功循环即可满足功率试验，无需无功装置。有功电流沿机侧→网侧→隔离变压器→电抗器循环，有功电流可通过机侧程序控制。 

隔离变压器的作用是阻断网侧和机侧的环流。因为网侧和机侧桥臂是单独控制的，在PWM控制过程中存在零矢量，使得在某一开关周期内机网侧桥臂全开通而形成环流。环流增加了器件损耗，还可能产生谐波畸变，因此需使用隔离变压器在硬件上消除环流通道。 

电抗器具有传递能量、限制谐波以及平衡隔离变压器副边和机侧逆变桥端电压的作用。 

断路器作为回路控制开关。 

本实用新型具有以下特征： 

测试时，先供给待测全功率变流器的网侧690V电源，软启网侧变流器，建立直流母线电压；再供给待测全功率变流器的机侧变流器电源，由机侧变流器控制有功电流，逐渐加载至额定电流。 

在一个具体实施例中，以2MW全功率变流器为例,在正常情况下机侧单套绕组有功电流为1000A，考虑余量第一隔离变压器T1、第二隔离变压器T2选取690V/690V容量2MVA，第四断路器Q4、第五断路器Q5选取1600A，第二断路器Q2、第三断路器Q3选取2000A，与电网相连的第一断路器Q1选用2000A。 

电抗器L的选取原则，当电感值较小时，电流中高次谐波电流幅值会较大；当电感值过大时，动态响应又不够快，影响电流跟踪速度，且体积和成本都会增加。综合考虑两方面因素，本测试平台单套机侧绕组选用第一电抗器L1、第二电抗器L2为0.15mH/1500A。