[实用新型]模拟电网跌落的实验设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟电网跌落的实验设备，主要用于模拟电网跌落的情况，以检测风能领域的发电机、变流器等设备在电网跌落情况下的运行情况。

背景技术

在风能发电系统中，变流器控制着发电机的励磁，并将发电机发出电能的频率、幅值控制在恒定，根据上级主控系统的要求调节发出电能的功率因数。但在电网运行过程中，会出现诸如电网操作过电压、电网某点对地短路、电网某点相间短路等故障。由于风能相对于火力、水力发电的不稳定性，在电网出现故障的情况下，风力发电系统由于自身容量限制的原因，容易脱网而不能继续发电支撑电网。随着风力发电装机容量的增大，这一问题也越加明显。因此，各大电网公司对风力发电系统提出了低压穿越、高压穿越的技术要求，要求风力发电机组在电网故障的一段时间内，继续发出无功功率来支撑电网。

目前在电网公司开始普遍强调低压穿越技术要求的背景下，变流器成为整个风力发电机组实现低压穿越的关键。变流器在保护本身不被电网跌落感应形成的转子反灌电流破坏的前提下，给发电机转子提供超前/滞后励磁电流，使发电机发出足够的无功功率来短时间支撑电网。

由于电网的实际容量巨大，造成风力发电机组在开发阶段对样机进行低压穿越实验验证，模拟电网跌落故障非常困难。不少变流器厂商和整机厂商采取了现场试用的方法，但电网出现短路、跌落等故障具有非常大的随机性，现场试用往往占用过多的时间，影响产品的交付。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述缺点，而提供一种结构设计合理、原理正确、实际可行的模拟电网跌落的实验设备。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种模拟电网跌落的实验设备，其特征在于：包括第一变压器、第二变压器、开关和交流电源；所述第一变压器的副边包括第一绕组和第二绕组，所述第二绕组与第二变压器的副边串联，所述第二变压器的原边与开关和交流电源并联。

本实用新型所述第二绕组为可变绕组。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、结构设计合理；2、使用模拟方法模拟了电网正常、跌落、恢复的过程，可以在需要的情况下随时模拟出上述情况，这样在检测风能领域的发电机、变流器等设备时，无需运到现场再等电网出现短路、跌落等故障，节省了产品交付的时间。

附图说明

图1为本实用新型用于检测风能发电机和风能变流器时的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

参见图1，本实用新型包括第一变压器T₁、第二变压器T₂、开关K和交流电源AC。第一变压器T₁的副边包括第一绕组W₁和第二绕组W₂，第二绕组W₂为可变绕组，其与第二变压器T₂的副边N₂串联，第二变压器T₂的原边N₁与开关K和交流电源AC并联。

在本实施例中，本实用新型用来检测新出产的风能发电机和风能变流器在电网跌落过程中的运行情况。

将第一变压器T₁的原边W接入中高压电网，电网经过第一变压器T₁降低为690V或者400V的交流电。第一变压器T₁的第一绕组W₁给风能变流器B、原动机M、拖动变频器C供电，第二绕组W₂将双馈异步发电机G发出的690V或者400V的交流电经过升压送入中高压电网。因为双馈异步发电机G在运行发电时需要助力，因此设置了原动机M，原动机M与双馈异步发电机G用传动轴1连接。拖动变频器C的作用是平稳驱动原动机M。

通过调节第二变压器T₂串入的交流电源AC的输出电压和改变第一变压器T₁的第二绕组W₂的匝数，可以在不影响电网电压的情况下改变双馈异步发电机G定子端口的电压，模拟电网电压跌落。从能量流动的角度来看，因为交流电源AC具有能量双向流动的能力，使得一部分双馈异步发电机G发出的电能通过交流电源AC回馈入电网，另一部分双馈异步发电机G输出的能量通过第一变压器T₁的第二绕组W2回馈入电网。