本發(fā)明涉及互感器校驗領(lǐng)域，尤其涉及一種基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源。

背景技術(shù)：

近年來，我國電網(wǎng)建設(shè)正處于高速發(fā)展階段，考慮到可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會的需要，運行可靠性高、占地面積小、維護方便、安全性好的gis(gasinsulatedswitchgear，氣體絕緣封閉式組合電器)得到越來越廣泛的應(yīng)用。在對大變比、一次回路長的gis電流互感器進行現(xiàn)場檢定時，所需的試驗電源、調(diào)壓器以及升流變壓器容量很大，且由于回路的電抗值遠大于電阻值，感性無功容量遠大于有功容量。

為了解決gis電流互感器校驗時對試驗電源、調(diào)壓器以及升流變壓器容量要求過大的問題，在變電站現(xiàn)場試驗中一般采用間接方法：一是外推法，即在小電流情況下，通過增大電流互感器的負載對誤差進行校驗；二是利用ta分析儀等儀器，基于互感器數(shù)學(xué)模型，通過施加二次電壓計算誤差。但這兩種方法的檢定條件與實際運行的電流互感器工況完全不同，降低了試驗數(shù)據(jù)的可靠性?！秊jg1021-2007》中明確規(guī)定電流互感器檢定試驗的誤差測量點為額定電流的1％-120％，根據(jù)gis電流互感器現(xiàn)場檢定回路電抗值遠大于電阻值的特點，需要再采用適當?shù)臒o功補償方法，調(diào)節(jié)補償電容量的大小使回路達到諧振狀態(tài)，使功率因數(shù)接近于1，感性無功和容性無功互相平衡，大大降低對試驗電源、調(diào)壓器以及升流變壓器的容量要求。

從現(xiàn)有技術(shù)中可以看出，目前gis電流互感器現(xiàn)場計量檢定車中校驗電源都必不可少的使用調(diào)壓器、投切電容無功補償器以及升流變壓器，而電流互感器校驗電源體積和重量都較大，無功補償時電抗器的容量大、電磁應(yīng)力大、震動噪聲大，且機械投切開關(guān)壽命短，大大降低了電流互感器現(xiàn)場誤差試驗工作效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，公開了如下技術(shù)方案：

基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源，包括依次串聯(lián)的二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述二極管不控整流單元包括多個功率模塊，所述直流母線電容器單元包括多個電解電容模塊,所述dc/ac變換器單元包括多個逆變器；每個所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個所述逆變器的輸出端并聯(lián)，所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等。

可選地，多個所述功率模塊的輸入端并聯(lián)、輸出端獨立。

可選地，每個所述功率模塊包括一個二極管，所述二極管為功率二極管。

可選地，所述二極管不控整流單元還包括用于強制風冷的散熱器。

可選地，多個所述電解電容模塊相互獨立。

可選地，所述電解電容模塊包括多個并聯(lián)的電解電容。

可選地，所述電解電容模塊包括兩個串聯(lián)的電解電容。

可選地，所述dc/ac變換器單元采用兩電平拓撲結(jié)構(gòu)。

可選地，所述dc/ac變換器單元采用多電平拓撲結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實施例提供的基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源包括依次串聯(lián)的二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述二極管不控整流單元包括多個功率模塊，所述直流母線電容器單元包括多個電解電容模塊,所述dc/ac變換器單元包括多個逆變器；每個所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個所述逆變器的輸出端并聯(lián)，所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等。本發(fā)明實施例省去了調(diào)壓器環(huán)節(jié)、無功補償環(huán)節(jié)、升流變壓器環(huán)節(jié)，不僅能夠生成理想的電流波形，還能模擬實際工況中的幅值波動、頻率波動、諧波，可以大大減小校驗電源的體積和重量，提高現(xiàn)場校驗?zāi)芰凸ぷ餍?，降低成本，在gis電流互感器校驗電源領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種單相兩電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種單相多電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源的控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一個具體實施例的12個單相逆變器的載波示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

參見圖1，為本發(fā)明實施例提供的基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的gis電流互感器校驗電源包括，二極管不控整流單元1、直流母線電容器單元2以及dc/ac變換器單元3。

二極管不控整流單元1、直流母線電容器單元2以及dc/ac變換器單元3依次串聯(lián)。

其中，二極管不控整流單元1包含多組功率模塊，各功率模塊將380v配電網(wǎng)交流電壓整流成直流電壓，二極管不控整流單元1僅提供校驗電源的有功功率，將電能傳送給直流母線電容器單元2。

直流母線電容器單元2包含多組電解電容模塊，輸出的功率主要為無功，電解電容模塊為dc/ac變換器單元3提供直流母線電壓的支撐，將電能傳送給dc/ac變換器單元3。

為了盡可能提高校驗電源的電流等級和容量等級，降低輸出電流的總諧波畸變率，提高效率和可靠性，降低成本，dc/ac變換器單元3采用載波移相多重化技術(shù)。dc/ac變換器單元3包含多組單相逆變器，每組逆變器編號分別為#1，#2，…，#n，采用輸出電流閉環(huán)控制、輸出電壓前饋控制、載波移相多重化控制，各單相逆變器輸出側(cè)相并聯(lián)，省去了調(diào)壓器環(huán)節(jié)、無功補償環(huán)節(jié)、升流變壓器環(huán)節(jié)，此校驗電源不僅能夠生成理想的電流波形，還能夠模擬實際工況中的幅值波動、頻率波動、諧波。

功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等，每個功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個逆變器的輸出端并聯(lián)。

具體的，二極管不控整流單元1中的多個功率模塊輸入端并聯(lián)、輸出端獨立，每個功率模塊包括一個功率二極管，在運行工程中功率二極管會產(chǎn)生大量的熱量，因此自然冷卻難以滿足運行時的要求，因此需要對功率二極管進行強制風冷，為了滿足對功率二極管進行強制風冷，在設(shè)計時可以將多個功率模塊中的功率二極管固定在柜子中，并在柜子內(nèi)設(shè)置散熱器，從而對功率二極管進行強制風冷，需要說明的是，二極管的固定空間不易密封，防止用于密封而導(dǎo)致散熱情況下降影響本發(fā)明的運行。

直流母線電容器單元2中的多個電解電容模塊相互獨立，每個電解電容模塊包括多個串聯(lián)的電解電容或并聯(lián)的電解電容。由于本發(fā)明實施例在運行時電流比較大，單個電容難以承受，因此本發(fā)明實施例可以采用多電容并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，電解電容的具體并聯(lián)個數(shù)由用戶自行設(shè)定，在此不做限制，本發(fā)明實施例也可采用電解電容串聯(lián)的結(jié)構(gòu)從而用于較高的電壓。

參見圖2，為本發(fā)明實施例提供的一種單相兩電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的gis電流互感器校驗電源中的dc/ac變換器單元3采用兩電平拓撲結(jié)構(gòu)。

參見圖3，為本發(fā)明實施例提供的一種單相多電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的gis電流互感器校驗電源中的dc/ac變換器單元3也可采用多電平拓撲結(jié)構(gòu)。需要說明的是本發(fā)明實施例中提及的多電平拓撲結(jié)構(gòu)包括三電平及三電平以上多種拓撲結(jié)構(gòu)，本發(fā)明實施例圖3僅給出了一種采用單相二極管鉗位三電平逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖4，為本發(fā)明實施例提供的基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源的控制結(jié)構(gòu)示意圖；參見圖5，為本發(fā)明實施例提供的一個具體實施例的12個單相逆變器的載波示意圖，圖4、圖5給出一個具體的實施例的控制過程。

校驗電源裝置的主要參數(shù)：額定功率1mva，額定有功功率200kw，額定無功功率979.8kvar；輸入電壓380v，輸出電流6000a；dc/ac變換器單元3由12組單相逆變器并聯(lián)組成，每臺逆變器輸入電壓500v，額定輸出電流500a。

各臺單相逆變器的控制策略為：電感電流指令值il^*與反饋值il相比較，誤差信號δil經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器得到調(diào)制波分量um1，為了減小電流調(diào)節(jié)器負擔，加入前饋控制，輸出電壓的反饋值vo經(jīng)前饋控制器得到調(diào)制波分量um2，兩個調(diào)制波分量相加即可得到調(diào)制波信號um。調(diào)制波信號um經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制pwm，得到驅(qū)動脈沖信號，為了減小輸出電流的總諧波畸變率，采用載波移相。圖5給出12個單相逆變器的載波示意圖，脈沖信號經(jīng)驅(qū)動保護電路，控制單相逆變器中的功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的開通和關(guān)斷。

本發(fā)明實施例提供的基于載波移相多重化技術(shù)的gis電流互感器校驗電源包括依次串聯(lián)的二極管不控整流單元、直流母線電容器單元以及dc/ac變換器單元，其中，所述二極管不控整流單元包括多個功率模塊，所述直流母線電容器單元包括多個電解電容模塊,所述dc/ac變換器單元包括多個逆變器；每個所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器依次串聯(lián)，多個所述逆變器的輸出端并聯(lián)，所述功率模塊、電解電容模塊以及逆變器的個數(shù)均相等。本發(fā)明實施例省去了調(diào)壓器環(huán)節(jié)、無功補償環(huán)節(jié)、升流變壓器環(huán)節(jié)，不僅能夠生成理想的電流波形，還能模擬實際工況中的幅值波動、頻率波動、諧波，可以大大減小校驗電源的體積和重量，提高現(xiàn)場校驗?zāi)芰凸ぷ餍?，降低成本，在gis電流互感器校驗電源領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢。

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

以上所述的本發(fā)明實施方式并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。