[实用新型]高电压穿越测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源发电测试领域，特别涉及一种高电压穿越测试装置。

背景技术

随着风力发电在电力能源中所占比例越来越大，风力发电系统对电网的影响已经不能忽略。特别对于我国风电大规模集中接入的方式，当电网发生故障造成并网点电压跌落时，一旦风电机组自动脱网可能造成电网电压和频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行，使风力发电这种清洁能源的应用受到限制。因此，大规模并网运行的风电机组必须具有低电压穿越能力。2010年至2013年，国内大多数风电场已进行了低电压穿越改造，普遍已具备了低电压穿越能力。

根据目前的统计，故障后电压恢复过程中产生的高电压是造成风电机组脱网的另一重要原因，根据目前的研究成果，解决该问题的主要途径包括两方面：

①通过类似风电机组低电压穿越改造的方式，对风电机组进行高电压穿越改造；

②提升风电场集中并网点装设的动态无功补偿装置性能，增强其故障过程中的无功电压控制能力。

鉴于此，市场已经开始要求风机具备高电压穿越能力，但是缺乏必要的检测方法。所以目前迫切需要研制移动式高电压穿越检测装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高电压穿越测试装置，结构简单，可实施性强，精确控制高电压穿越的电压及时间，可靠性高。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种高电压穿越测试装置，设置于外部电网和被测风电机组之间，其特征在于：所述高电压穿越测试装置包括干式有载调压三卷变压器、静态无功补偿装置、有载调压分接头、第一断路器和第二断路器；所述三卷变压器包括第一短路阻抗、第二短路阻抗、第三短路阻抗，及三个连接端I端、II端和III端；所述第一断路器一端与三卷变压器的I端连接，另一端与外部电网连接；所述有载调压分接头设置在变压器第二绕组上，与第二断路器一端连接；第二断路器另一端与测试风电机组连接；所述无功补偿装置与三卷变压器的III端连接。

作为具体的技术方案，所述三卷变压器的第一短路阻抗、第二短路阻抗、第三短路阻抗分别优选为10％、15％、5％。

作为具体的技术方案，所述无功补偿装置为SVC即静态无功补偿中的TSC(晶闸管投切的电容器)具有快速调节的电力电子装置。

作为具体的技术方案，所述无功补偿装置为SVG具有快速调节的电力电子装置。

本实用新型提供的高电压穿越测试装置结构简单，当进行高电压穿越测试时，调整三卷变压器有载调节抽头至1.1pu，可进行风电机组在1.1pu高电压下长期运行的测试，快速调节的静态无功补偿装置控制测试点电压，可精确控制高电压穿越的四台阶电压及时间，其可靠性高，同时还可与低电压穿越测试装置串联进行低电压和高电压穿越测试，兼容性好。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的有载调压三圈变压器及三组分别可控的TSC装置，以及系统侧控制及风机侧控制断路器连接图。

图2为本实用新型实施例提供的高电压穿越测试装置的连续四台阶高电压测试结果示意图。

具体实施方式

目前国内外均没有针对风电机组高电压穿越测试制定相关标准。风电机组高电压穿越测试要求一般由各地电网公司自行掌握。本实施例在充分调研国内已投运的风电机组高电压穿越测试装置测试标准基础上，采用以下的设计要求进行设计：

①高电压穿越测试设备过电压持续时间和精度要求，参见表1：

②整个高电压穿越测试过程完全采用自动控制，测试前和测试后对风电机组输出功率无影响，测试过程对公共点电压波动不超过±10％。

如图1所示，本实用新型提供的高电压穿越测试装置设置在外部电网和被测风电机组之间，该高电压穿越测试装置包括：三卷变压器(35kV/35kV+4*2.5％/3kV)、无功补偿装置、有载调压分接头、第一断路器和第二断路器。三卷变压器包括第一短路阻抗、第二短路阻抗、第三短路阻抗及三个连接端：I端、II端和III端。

第一断路器一端与三卷变压器的第一短路阻抗连接，另一端与外部电网连接；有载调压分接头设置在变压器第二绕组上，与第二断路器一端连接；第二断路器另一端与测试风电机组连接；无功补偿装置与三卷变压器的第三短路阻抗连接。

三卷变压器短路阻抗优化设计为Ⅰ-Ⅱ侧高阻抗如10％，Ⅰ-Ⅲ侧高阻抗如15％，Ⅱ-Ⅲ侧低阻抗如5％，降低所需的无功补偿装置容量。

上述无功补偿装置为SVC或SVG具有快速调节的电力电子装置。