一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，涉及電網(wǎng)電能質(zhì)量檢測，它包括電子電力變壓器PET、電子電力負載PEL、后臺控制系統(tǒng)。通過該檢測系統(tǒng)可以檢測不同技術(shù)優(yōu)選方案、不同控制策略的電子電力變壓器輸出特性，特別是能夠檢測其輸出電能質(zhì)量參數(shù)，有效解決電子電力變壓器輸出電能質(zhì)量檢測問題，提高電子電力變壓器的產(chǎn)品合格率。
【專利說明】
一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，特別是電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著大功率電子元器件及其控制技術(shù)的發(fā)展，一種通過電子電力變換技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的電壓變換和能量傳遞的新型變壓器一電子電力變壓器PET(PoWerElectronic Transformer)越來越多地應用到電力系統(tǒng)，電子電力變壓器與傳統(tǒng)的電力變壓器相比，電子電力變壓器體積小、重量小、空載損耗小、不需要絕緣油等優(yōu)點，在完成常規(guī)變壓器的變壓、隔離和傳遞能量的同時，還可起到電能質(zhì)量控制器的作用，是一種多功能的新型變壓器。
[0003]一臺電子電力變壓器生產(chǎn)出來后，除了常規(guī)試驗外，目前關于電子電力變壓器的試驗，主要按照GB1094.3-2003標準執(zhí)行，但對于電子電力變壓器的輸出特性試驗，特別是針對其輸出電能質(zhì)量進行檢測的試驗尚未有相應的國際和國家標準，由于缺少相應檢測，無法保證每一臺電子電力變壓器電能質(zhì)量輸出特性均滿足技術(shù)要求。一旦出現(xiàn)未經(jīng)電能質(zhì)量輸出特性合格檢測而導致產(chǎn)品存在技術(shù)缺陷并使用在生產(chǎn)現(xiàn)場的話，就會出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動與閃變、電壓波形畸變、輸入三相電壓不平衡、電壓跌落和短時供電中斷及頻率偏移等問題，從而嚴重影響電網(wǎng)的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，以解決電子電力變壓器因未進行電能質(zhì)量檢測出現(xiàn)的電網(wǎng)電壓波動與閃變、電壓波形畸變、輸入三相電壓不平衡、電壓跌落和短時供電中斷及頻率偏移等問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，它包括電子電力負載PEL、電子電力變壓器PET、電流互感器、電壓互感器、公共電網(wǎng)、電能質(zhì)量分析儀、后臺控制系統(tǒng)、第一開關QF、第二開關、第一交流母線、第二交流母線。
[0006]電子電力負載PEL經(jīng)第一開關與第一交流母線連接;第一交流母線與電子電力變壓器PET輸出端連接；電子電力變壓器PET輸入端與第二開關連接;第二開關與第二交流母線相連;公共電網(wǎng)與第二交流母線連接;電流互感器安裝在第二交流母線上，并分別與電子電力負載PEL和電能質(zhì)量分析儀連接;電壓互感器安裝在第二交流母線上，并分別和電子電力負載PEL和電能質(zhì)量分析儀連接；電能質(zhì)量分析儀、電子電力負載PEL分別和后臺控制系統(tǒng)連接。
[0007]所述的電子電力負載PEL為脈沖調(diào)制交流型。
[0008]所述的電子電力變壓器PET為電壓源型換流器。
[0009]所述的電流互感器為電子式電流互感器。
[0010]所述的電壓互感器為電子式電壓互感器。
[0011]所述的電能質(zhì)量分析儀為電能質(zhì)量參數(shù)測量裝置。
[0012]所述的后臺控制系統(tǒng)為臺式電腦、平板電腦或筆記本電腦。
[0013]采用本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過電力電子變壓器、電子電力負載、電能質(zhì)量分析儀、電流互感器、電壓互感器、公共電網(wǎng)、后臺控制系統(tǒng)組成的電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，在電力電子負載接入電子電力電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)后，模擬各種工況環(huán)境。由于電網(wǎng)負載發(fā)生改變，電網(wǎng)運行參數(shù)隨即發(fā)生變化，系統(tǒng)內(nèi)的電能質(zhì)量分析儀、電流互感器、電壓互感器就分別將檢測到的電網(wǎng)變化參數(shù)發(fā)送到后臺控制系統(tǒng)，由后臺控制系統(tǒng)根據(jù)新的檢測參數(shù)和初始參數(shù)進行對比，利用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析軟件計算出電能質(zhì)量參數(shù)的平均值、最小值和合格率，通過電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析軟件計算出電子電能變壓器輸出電能質(zhì)量參數(shù)合格率，將電子電力變壓器輸出電能質(zhì)量合格的產(chǎn)品應用于生產(chǎn)現(xiàn)場，即可解決電網(wǎng)電壓波動與閃變、電壓波形畸變、輸入三相電壓不平衡、電壓跌落和短時供電中斷及頻率偏移等技術(shù)問題。
[OOM]本發(fā)明采用了基于脈沖調(diào)制技術(shù)的交流型電子電力負載PEL(Power ElectronicLoad)后，電力負載PEL可模擬多種變工況負載，既能模擬阻感負載，也能模擬阻容負載，其輸出電壓為400伏;且電子電力負載有電能回饋單元，可將檢測的能量全部回饋給電網(wǎng)。
[0015]本發(fā)明采用的電子電力變壓器PET是一種基于電壓源型換流器，其輸入級采用三相四線制結(jié)構(gòu)，各相均設置獨立的電壓源型逆變器，由于低壓側(cè)電流比較大，各相均設置一個LC濾波器。輸出級采用單相電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)模塊串并聯(lián)的級聯(lián)方式與系統(tǒng)電壓相匹配，利用載波移相調(diào)制技術(shù)提高等效開關頻率，可降低對boost電感諧波抑制的要求。在這一技術(shù)優(yōu)選方案中由于采用了基于電壓源型換流器，使得電子電力變壓器具有響應速度快、電磁兼容性好等優(yōu)點。
[0016]本發(fā)明采用的電子式電流互感器，利用其優(yōu)良的絕緣性能、造價低、運行暫態(tài)響應好、穩(wěn)定性好、沒有磁耦合、暫態(tài)響應范圍大、頻率響應范圍寬、體積小、重量輕、數(shù)字化輸出等特性，有效地提高了互感器的測量精度。
[0017]本發(fā)明采用的電子式電壓互感器，利用其優(yōu)良的絕緣性能、造價低、運行暫態(tài)響應好、穩(wěn)定性好、沒有磁耦合、暫態(tài)響應范圍大、頻率響應范圍寬、體積小、重量輕、數(shù)字化輸出等特性，有效地提高了互感器的測量精度。
[0018]本發(fā)明采用的電能質(zhì)量分析儀為LCT-FB602型便攜式電能質(zhì)量分析，它檢測電網(wǎng)的電壓波動與閃變、電壓波形畸變、輸入三相電壓不平衡、電壓跌落和短時供電中斷及頻率偏移等電能質(zhì)量參數(shù)，由于LCT-FB602型便攜式電能質(zhì)量分析采集前端采用高速DSP數(shù)字處理器的黑匣子設計，無需過多操作和復雜顯示，且運算速度快，可靠性好，抗干擾性強，接線無需拆卸，操作方便快捷。
[0019]本發(fā)明采用的后臺控制系統(tǒng)為一臺臺式電腦，因其采用的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析軟件基于WINDOWS平臺，可直接進行測量和數(shù)據(jù)管理，完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析及打印等操作。前端與后臺之間采用RJ45網(wǎng)線高速連接，可實現(xiàn)遠距離的觀測和操控，安全自由?？蓪崟r監(jiān)控電子電力變壓器PET的輸出電能質(zhì)量，包括:閃變、電壓暫降、電壓暫升、中斷、瞬變、不平衡、諧波、間諧波、信號電壓、RMS有效值、功率、功率因數(shù)和電能量等電能質(zhì)量參數(shù);也可控制電子電力負載PEL的放電電流，模擬阻感負載和阻容負載;還可對電子電力負載PEL相關參數(shù)進行設置。
[0020]綜上所述，采用電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，完全可以解決電子電力變壓器因未進行電能質(zhì)量檢測出現(xiàn)的電網(wǎng)電壓波動與閃變、電壓波形畸變、輸入三相電壓不平衡、電壓跌落和短時供電中斷及頻率偏移等問題，可以將其用于分布式能源接入系統(tǒng)可實現(xiàn)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)，從而為負荷提供高質(zhì)量的電能，此外也無需附加其它的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，大大節(jié)約了成本。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以使本領域技術(shù)人員能參照說明書得以實施。
[0023]圖1示出了本發(fā)明的電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)示意圖，它包括電子電力負載PELl、電子電力變壓器PET2、電流互感器3、電壓互感器4、公共電網(wǎng)5、電能質(zhì)量分析儀
6、后臺控制系統(tǒng)7、第一開關QF8、第二開關9、第一交流母線10、第二交流母線11。
[0024]電子電力負載PELl經(jīng)第一開關8與第一交流母線10連接。
[0025]第一交流母線10與電子電力變壓器PET2輸出端連接；電子電力變壓器PET2輸入端與第二開關9連接。
[0026]第二開關9與第二交流母線11相連;公共電網(wǎng)5與第二交流母線11連接。
[0027]電流互感器3安裝在第二交流母線11上，并分別與電子電力負載PELl和電能質(zhì)量分析儀6連接。
[0028]電壓互感器4安裝在第二交流母線11上，并分別和電子電力負載PELl和電能質(zhì)量分析儀6連接。
[0029]電能質(zhì)量分析儀6、電子電力負載PELl分別和后臺控制系統(tǒng)7連接。
[0030]當公共電網(wǎng)5帶電并供電正常時，公共電網(wǎng)5的電源電壓就到了第二母線11上;合上第二開關9，電源電壓就到了電子電力變壓器2的輸入端；電子電力變壓器2的輸出端電壓就到了第一母線10上;合上第一開關8，則電子電力負載PELl和電子電力變壓器2的輸出端接通；啟動安裝在第二母線11上的電流互感器3和電壓互感器4;啟動電能質(zhì)量分析儀6;啟動后臺控制系統(tǒng)7的電腦并打開已安裝好的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析軟件。
[0031]如上所述，在本發(fā)明的后臺控制系統(tǒng)7的電腦里，在電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析管理平臺內(nèi)即可監(jiān)控電子電力變壓器PET2、電子電流互感器3、電子電壓互感器4、電能質(zhì)量分析儀6輸出的各種電能質(zhì)量參數(shù)，包括:閃變、電壓暫降、電壓暫升、中斷、瞬變、不平衡、諧波、間諧波、信號電壓、RMS有效值、功率、功率因數(shù)和電能量等電能質(zhì)量參數(shù)。并對電子電力負載PELl相關參數(shù)進行初始設置。
[0032]當完成對電子電力負載PELl相關參數(shù)的初始設置后，根據(jù)電子電力負載PELl的放電電流，在電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析管理平臺內(nèi)模擬各種工況下的阻感負載和阻容負載，由于負載發(fā)生變化，電子電力變壓器PET2輸出參數(shù)、電子電流互感器3測量參數(shù)、電子電壓互感器4測量參數(shù)、電能質(zhì)量分析儀6的分析數(shù)據(jù)也會發(fā)生相應的變化，這些數(shù)據(jù)就會輸送到后臺控制系統(tǒng)。
[0033]在后臺控制系統(tǒng)7接收到檢測的各種電能質(zhì)量參數(shù)后，系統(tǒng)就會對各種變工況下電子電力變壓器輸出的電能質(zhì)量參數(shù)進行統(tǒng)計和分析。利用系統(tǒng)自動生成指定時間段的統(tǒng)計報表，系統(tǒng)給出詳盡的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，繪制多種變化曲線，根據(jù)曲線就可以觀察各相曲線或?qū)Ρ热嗑C合曲線。最后計算出平均值、最小值和合格率，就能準確判斷出電子電力變壓器PET(2)的輸出電能質(zhì)量是否滿足標準要求。
[0034]通過上述技術(shù)手段，完成了電子電力變壓器的輸出電能質(zhì)量檢測，本技術(shù)方案完全可以解決電子電力變壓器因未進行電能質(zhì)量檢測出現(xiàn)的電網(wǎng)電壓波動與閃變、電壓波形畸變、輸入三相電壓不平衡、電壓跌落和短時供電中斷及頻率偏移等問題。從而提高了產(chǎn)品的合格率，較好的規(guī)避了因產(chǎn)品不合格使用帶來的安全風險，同時也避免了因產(chǎn)品不合格使用產(chǎn)生故障帶來的巨大經(jīng)濟損失。
【主權(quán)項】
1.一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，它包括電子電力變壓器PET(2)、電子電力負載PEL(I)和后臺控制系統(tǒng)(7)，其特征在于:所述的電子電力負載PEL(I)經(jīng)第一開關(8)與第一交流母線(10)連接;第一交流母線(10)與電子電力變壓器PET(2)輸出端連接；電子電力變壓器PET(2)輸入端與第二開關(9)連接;第二開關(9)與第二交流母線(11)相連;公共電網(wǎng)(5)與第二交流母線(11)連接；電流互感器(3)安裝在第二交流母線(11)上，并分別與電子電力負載PEL(I)和電能質(zhì)量分析儀(6)連接；電壓互感器(4)安裝在第二交流母線(11)上，并分別和電子電力負載PEL(I)和電能質(zhì)量分析儀(6)連接;電能質(zhì)量分析儀(6)、電子電力負載PEL( I)分別和后臺控制系統(tǒng)(7)連接。2.權(quán)利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子電力負載PEL(I)為脈沖調(diào)制交流型。3.權(quán)利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子電力變壓器PET(2)為電壓源型換流器。4.權(quán)利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電流互感器(3)為電子式電流互感器。5.權(quán)利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電壓互感器(4)為電子式電壓互感器。6.權(quán)利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的電能質(zhì)量分析儀(6)為電能質(zhì)量參數(shù)測量裝置。7.權(quán)利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的后臺控制系統(tǒng)(7)包括臺式電腦、平板電腦或筆記本電腦。
【文檔編號】G01R31/00GK105911403SQ201610526064
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】劉君, 曾鵬, 曾華榮, 馬曉紅, 陳仕軍, 張迅, 劉宇, 陳沛龍, 田承越
【申請人】貴州電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院