專利名稱：用于高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的實(shí)驗(yàn)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及用于高電壓等級(jí)電壓跌 落補(bǔ)償裝置的實(shí)驗(yàn)裝置和方法。
背景技術(shù)：
電壓跌落(voltage sag),是指電壓幅值下降至額定電壓幅值的 10%~90%,持續(xù)時(shí)間為半個(gè)周期到幾秒的一種3見象。大部分電壓 跌落是由于輸配電線路的短路故障，感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)等因素造成的。 電壓3失落是難以預(yù)期和無(wú)法避免的客7見存在。在采用樣i處理器或計(jì) 算^L的信息產(chǎn)業(yè)、軍事和醫(yī)院等重要用戶中，每一次電壓^失落都可 能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失或政治影響。
動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)是解決電壓暫降問題的經(jīng)濟(jì)、有效的 裝置。為了驗(yàn)證電壓跌落補(bǔ)償裝置的有效性，比如功率回路的設(shè)計(jì)、 控制策略的正確與否，需要在接入系統(tǒng)之前進(jìn)行各種才莫擬實(shí)-驗(yàn)。
目前的電壓跌落發(fā)生裝置多為380V/400V中小容量，對(duì)高壓動(dòng) 態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)是采用相鄰母線模擬短路的方 法，成本高，靈活性差，不適合在實(shí)-瞼室采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供了用于高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的實(shí)驗(yàn) 裝置和方法，能夠解決上述實(shí)驗(yàn)方案成本高靈活性差的問題。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，4是供了 一種用于高電壓等級(jí)電壓^失落補(bǔ)
償裝置的實(shí)驗(yàn)裝置，包括主電源；晶閘管Sll和晶閘管S13，晶 閘管Sll的輸入端連接至晶閘管S13的輸入端，晶閘管Sll的輸出 端連4妄至主電源；備用電源；晶閘管S12和晶閘管S14,晶閘管S12 的專命出端連4妄至晶閘管S14的llr出端，晶閘管S12的l敘入端連4妄至 備用電源；晶閘管S13的輸出端和晶閘管S14的輸入端連4妻在一起， 共同連^妄至高電壓等級(jí)電壓^失落補(bǔ)償裝置的一相。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，還才是供了 一種用于高電壓等級(jí)電壓3失落 補(bǔ)償裝置的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)裝置包括主電源；晶閘管 Sll和晶閘管S13,晶閘管Sll的輸入端連接至晶閘管S13的輸入 端，晶閘管Sll的輸出端連4妄至主電源的輸出端；備用電源；晶閘 管S12和晶閘管S14,晶閘管S12的輸出端連4妄至晶閘管S14的輸 出端，晶閘管S12的輸入端連接至備用電源的輸出端；晶閘管S13 的輸出端和晶閘管S14的輸入端連接在一起，共同連接至高電壓等 級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的一相，其中，每個(gè)晶閘管包括反并聯(lián)的二極 管和IGBT,輸出端是IGBT的發(fā)射極，輸入端是IGBT的集電極。
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置和方法成本低，靈活性好。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)4是供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申 ifr的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其i兌明用于解釋本發(fā)明，并
不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單相實(shí)驗(yàn)裝置的電路原理圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用于多相高電壓等 級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的電路原理圖3示出了采用本發(fā)明得到的電壓i 失落試-瞼波形。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)i兌明本發(fā)明。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單相實(shí)驗(yàn)裝置的電路原理圖， 其包括
主電源；
晶閘管Sll和晶閘管S13，晶閘管Sll的豸敘入端連4妄至晶閘管 S13的llr入端，晶閘管Sll的車俞出端連4妄至主電源；
備用電源；
晶閘管S12和晶閘管S14，晶閘管S12的^T出端連^妄至晶閘管 S14的l敘出端，晶閘管S12的^r入端連^妄至備用電源；
晶閘管S13的輸出端和晶閘管S14的輸入端連接在一起，共同 連接至高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的一相。
7晶閘管的開關(guān)控制可以采用高速數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP和人 機(jī)界面相結(jié)合的方式。人機(jī)界面可以控制電壓跌落的發(fā)生時(shí)間(時(shí) 間4青確到lms)、不同的開關(guān)切4奐組合方式，所以控制方〗更靈活， 并且成本較低。
具體來(lái)說(shuō)，每相可由4個(gè)帶反并聯(lián)二極管的IGBT組成，因?yàn)?IGBT為可關(guān)斷電力電子全控器件，因此可以通過(guò)對(duì)IGBT的靈活 控制實(shí)現(xiàn)電壓切換。每個(gè)電源支^各上的兩個(gè)IGBT必須采用集電極 對(duì)接或者發(fā)射極對(duì)接方式，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用時(shí)采用了雙管封裝的 IGBT，為了節(jié)約器件個(gè)數(shù)，兩種對(duì)接方式均采用。
在上述的實(shí)-驗(yàn)裝置中，備用電源是可調(diào)壓電源。主電源與高電 壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的一相之間還可包括濾波電路。備用電源 與高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的一相之間也可包括濾波電路。濾 波電^各可包括串耳關(guān)的電阻器和電容器。
下面以一相為例i兌明電壓切:換電^各的工作原理，當(dāng)Sll和S13 的IGBT導(dǎo)通、S12和S14的IGBT關(guān)斷時(shí)，A點(diǎn)l敘入電壓接到主 電源側(cè)，正向電壓通過(guò)Sll的反并耳關(guān)二才及管和S13的IGBTI俞出， 反向電壓通過(guò)Sll的IGBT和S13的反并聯(lián)二極管輸出；當(dāng)Sll和 S13關(guān)斷、S12和S14導(dǎo)通時(shí)，A點(diǎn)輸入電壓接到備用電源調(diào)壓器 輸出側(cè)，正向電壓通過(guò)S12的IGBT和S14的反并聯(lián)二極管輸出， 反向電壓通過(guò)S12的反并聯(lián)二極管和S14的IGBT輸出；當(dāng)Sll、 S13、 S12、 S14全部關(guān)斷，A點(diǎn)和主備電源都沒有連4姿通3各。
B、 C相的工作原理與以上相同。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用于多相高電壓等 級(jí)電壓3失落補(bǔ)償裝置的電^各原理圖。通過(guò)對(duì)A、 B、 C三相的IGBT實(shí)4亍不同的開關(guān)控制組合，再 經(jīng)過(guò)星角接三相升壓變壓器，在升壓變壓器的副邊A1、 Bl、 Cl處 可以得到高電壓等級(jí)的伴隨相角i 兆變的多種電壓^失落古史障；而降壓 變壓器的釆用解決了高壓負(fù)載難的問題，在380V^f氐壓側(cè)可以靈活 調(diào)整負(fù)載。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，才艮據(jù)實(shí)-驗(yàn)場(chǎng)地的電源容量，結(jié)合一皮實(shí)-驗(yàn)裝 置的參數(shù)要求，選擇合適的調(diào)壓器、IGBT和變壓器的容量以及電 壓等級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓3失落補(bǔ)償裝置性能的充分一驗(yàn)證。
圖3示出了采用本發(fā)明得到的電壓跌落試驗(yàn)波形。
以上介紹的電壓跌落補(bǔ)償裝置實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用IGBT在低電壓 等級(jí)進(jìn)行電壓切換，并與升降壓變壓器相結(jié)合，能夠在高電壓等級(jí) 模擬不同跌落幅值、不同跌落持續(xù)時(shí)間、以及三相平衡/不平衡等多 種電壓3失落情況，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的靈活調(diào)整。
從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下 技術(shù)效果
1、 可以實(shí)現(xiàn)j寸單相、多相的獨(dú)立4空制；
2、 電壓^失落的幅值調(diào)節(jié)范圍廣，可以產(chǎn)生伴隨相角跳變的多 種電壓^失落故障；
4、 電壓跌落的時(shí)間靈活控制；
5、 在低電壓側(cè)實(shí)現(xiàn)電壓切換，在高電壓等級(jí)才莫擬電壓i 失落；
6、 降壓變壓器的采用方便了負(fù)載的調(diào)整，解決了高電壓等級(jí) 負(fù)載的問題。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各才莫塊或 各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算 裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們 可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成 電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模 塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何4奮改、等同替換、改進(jìn) 等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括主電源；晶閘管S11和晶閘管S13，晶閘管S11的輸入端連接至晶閘管S13的輸入端，晶閘管S11的輸出端連接至所述主電源；備用電源；晶閘管S12和晶閘管S14，晶閘管S12的輸出端連接至晶閘管S14的輸出端，晶閘管S12的輸入端連接至所述備用電源；晶閘管S13的輸出端和晶閘管S14的輸入端連接在一起，共同連接至所述高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的一相。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，每個(gè)所述晶閘管還反并耳關(guān)一個(gè)二纟及管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述晶閘管包 括IGBT，所述輸出端是IGBT的發(fā)射極，所述輸入端是IGBT 的集電才及。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述備用電源 是可調(diào)壓電源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述主電源與 所述高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的所述一相之間還包括濾 波電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)-驗(yàn)裝置，其特征在于，所述備用電源 與所述高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的所述一相之間還包括 濾波電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述濾波 電^各包括串4關(guān)的電阻器和電容器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述備用電源 與所述高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的每一相都連接一個(gè)所 述實(shí)驗(yàn)裝置。
9. 一種用于高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)方 法，其特征在于，所述實(shí)-驗(yàn)裝置包括主電源；晶閘管Sll 和晶閘管S13,晶閘管Sll的輸入端連接至晶閘管S13的輸入 端，晶閘管Sll的輸出端連接至所述主電源的輸出端；備用電 源；晶閘管S12和晶閘管S14，晶閘管S12的^T出端連^妻至晶 閘管S14的輸出端，晶閘管S12的輸入端連4妄至所述備用電 源的llr出端；晶閘管S13的4t出端和晶閘管S14的$命入端連 接在一起，共同連接至所述高電壓等級(jí)電壓^失落補(bǔ)償裝置的一 相，其中，每個(gè)晶閘管包括反并聯(lián)的二極管和IGBT,所述輸 出端是IGBT的發(fā)射極，所述輸入端是IGBT的集電極。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟當(dāng)晶間管Sll和晶閘管S13的IGBT導(dǎo)通、晶閘管S12 和晶閘管S14的IGBT關(guān)斷時(shí)，A點(diǎn)輸入電壓接到主電源側(cè)， 正向電壓通過(guò)晶閘管Sll的反并l關(guān)二才及管和晶閘管S13的 IGBTf命出，反向電壓通過(guò)晶閘管Sll的IGBT和晶閘管S13 的反并耳關(guān)二才及管flT出；當(dāng)晶閘管Sll和晶閘管S13關(guān)斷、晶 閘管S12和晶閘管S14導(dǎo)通時(shí)，A點(diǎn)輸入電壓4妄到備用電源 豐lr出側(cè)，正向電壓通過(guò)晶閘管S12的IGBT和晶閘管S14的反并聯(lián)二極管輸出，反向電壓通過(guò)晶閘管S12的反并聯(lián)二極管 和晶閘管S14的IGBT輸出；當(dāng)晶閘管Sll、晶閘管S13、晶 閘管S12、晶閘管S14全部關(guān)斷，A點(diǎn)和主備電源都沒有連4妄 通路；其中，A點(diǎn)是指晶閘管S13的輸出端和晶閘管S14的輸 入端連接點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的實(shí)驗(yàn)裝置及其實(shí)驗(yàn)方法，該實(shí)驗(yàn)裝置包括主電源；晶閘管S11和晶閘管S13，晶閘管S11的輸入端連接至晶閘管S13的輸入端，晶閘管S11的輸出端連接至主電源；備用電源；晶閘管S12和晶閘管S14，晶閘管S12的輸出端連接至晶閘管S14的輸出端，晶閘管S12的輸入端連接至備用電源；晶閘管S13的輸出端和晶閘管S14的輸入端連接在一起，共同連接至高電壓等級(jí)電壓跌落補(bǔ)償裝置的一相。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置和方法成本低，靈活性好。
文檔編號(hào)H02J9/00GK101453135SQ20071017845
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者劉亞萍, 李奇睿, 李金元, 蔣曉春, 趙小英 申請(qǐng)人:北京市電力公司;中國(guó)電力科學(xué)研究院