一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)，涉及電網(wǎng)電能質(zhì)量檢測(cè)，它包括電子電力變壓器PET、電子電力負(fù)載PEL、后臺(tái)控制系統(tǒng)。通過(guò)該檢測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)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(cè)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(cè)問(wèn)題，提高電子電力變壓器的產(chǎn)品合格率。
【專利說(shuō)明】
一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，特別是電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，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(guò)電子電力變換技術(shù)實(shí)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(lái)越多地應(yīng)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(diǎn)，在完成常規(guī)變壓器的變壓、隔離和傳遞能量的同時(shí)，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(tái)電子電力變壓器生產(chǎn)出來(lái)后，除了常規(guī)試驗(yàn)外，目前關(guān)于電子電力變壓器的試驗(yàn)，主要按照GB1094.3-2003標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，但對(duì)于電子電力變壓器的輸出特性試驗(yàn)，特別是針對(duì)其輸出電能質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的試驗(yàn)尚未有相應(yīng)的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由于缺少相應(yīng)檢測(cè)，無(wú)法保證每一臺(tái)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(cè)而導(dǎo)致產(chǎn)品存在技術(shù)缺陷并使用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的話，就會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)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(shí)供電中斷及頻率偏移等問(wèn)題，從而嚴(yán)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(wèn)題是提供一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，以解決電子電力變壓器因未進(jìn)行電能質(zhì)量檢測(cè)出現(xiàn)的電網(wǎng)電壓波動(dòng)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(shí)供電中斷及頻率偏移等問(wèn)題。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，它包括電子電力負(fù)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(tái)控制系統(tǒng)、第一開關(guān)QF、第二開關(guān)、第一交流母線、第二交流母線。
[0006]電子電力負(fù)載PEL經(jīng)第一開關(guān)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(guān)連接;第二開關(guān)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(fù)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(fù)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(fù)載PEL分別和后臺(tái)控制系統(tǒng)連接。
[0007]所述的電子電力負(fù)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(cè)量裝置。
[0012]所述的后臺(tái)控制系統(tǒng)為臺(tái)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(guò)電力電子變壓器、電子電力負(fù)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(tái)控制系統(tǒng)組成的電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，在電力電子負(fù)載接入電子電力電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)后，模擬各種工況環(huán)境。由于電網(wǎng)負(fù)載發(fā)生改變，電網(wǎng)運(yùn)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(cè)到的電網(wǎng)變化參數(shù)發(fā)送到后臺(tái)控制系統(tǒng)，由后臺(tái)控制系統(tǒng)根據(jù)新的檢測(cè)參數(shù)和初始參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，利用電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析軟件計(jì)算出電能質(zhì)量參數(shù)的平均值、最小值和合格率，通過(guò)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析軟件計(jì)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(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，即可解決電網(wǎng)電壓波動(dòng)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(shí)供電中斷及頻率偏移等技術(shù)問(wèn)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(fù)載PEL(Power ElectronicLoad)后，電力負(fù)載PEL可模擬多種變工況負(fù)載，既能模擬阻感負(fù)載，也能模擬阻容負(fù)載，其輸出電壓為400伏;且電子電力負(fù)載有電能回饋單元，可將檢測(cè)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(jí)采用三相四線制結(jié)構(gòu)，各相均設(shè)置獨(dú)立的電壓源型逆變器，由于低壓側(cè)電流比較大，各相均設(shè)置一個(gè)LC濾波器。輸出級(jí)采用單相電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)模塊串并聯(lián)的級(jí)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(guān)頻率，可降低對(duì)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(yīng)速度快、電磁兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。
[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(jià)低、運(yùn)行暫態(tài)響應(yīng)好、穩(wěn)定性好、沒有磁耦合、暫態(tài)響應(yīng)范圍大、頻率響應(yīng)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(cè)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(jià)低、運(yùn)行暫態(tài)響應(yīng)好、穩(wěn)定性好、沒有磁耦合、暫態(tài)響應(yīng)范圍大、頻率響應(yīng)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(cè)量精度。
[0018]本發(fā)明采用的電能質(zhì)量分析儀為L(zhǎng)CT-FB602型便攜式電能質(zhì)量分析，它檢測(cè)電網(wǎng)的電壓波動(dòng)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(shí)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(shè)計(jì)，無(wú)需過(guò)多操作和復(fù)雜顯示，且運(yùn)算速度快，可靠性好，抗干擾性強(qiáng)，接線無(wú)需拆卸，操作方便快捷。
[0019]本發(fā)明采用的后臺(tái)控制系統(tǒng)為一臺(tái)臺(tái)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(tái)，可直接進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)管理，完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析及打印等操作。前端與后臺(tái)之間采用RJ45網(wǎng)線高速連接，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的觀測(cè)和操控，安全自由?？蓪?shí)時(shí)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(hào)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(fù)載PEL的放電電流，模擬阻感負(fù)載和阻容負(fù)載;還可對(duì)電子電力負(fù)載PEL相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
[0020]綜上所述，采用電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，完全可以解決電子電力變壓器因未進(jìn)行電能質(zhì)量檢測(cè)出現(xiàn)的電網(wǎng)電壓波動(dòng)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(shí)供電中斷及頻率偏移等問(wèn)題，可以將其用于分布式能源接入系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)，從而為負(fù)荷提供高質(zhì)量的電能，此外也無(wú)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(shuō)明】
[0021 ]圖1是電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能參照說(shuō)明書得以實(shí)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(cè)系統(tǒng)示意圖，它包括電子電力負(fù)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(tái)控制系統(tǒng)7、第一開關(guān)QF8、第二開關(guān)9、第一交流母線10、第二交流母線11。
[0024]電子電力負(fù)載PELl經(jīng)第一開關(guān)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(guān)9連接。
[0026]第二開關(guān)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(fù)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(fù)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(fù)載PELl分別和后臺(tái)控制系統(tǒng)7連接。
[0030]當(dāng)公共電網(wǎng)5帶電并供電正常時(shí)，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(guān)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(guān)8，則電子電力負(fù)載PELl和電子電力變壓器2的輸出端接通；啟動(dòng)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(dòng)電能質(zhì)量分析儀6;啟動(dòng)后臺(tái)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(tái)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(tái)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(hào)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(duì)電子電力負(fù)載PELl相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初始設(shè)置。
[0032]當(dāng)完成對(duì)電子電力負(fù)載PELl相關(guān)參數(shù)的初始設(shè)置后，根據(jù)電子電力負(fù)載PELl的放電電流，在電能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)內(nèi)模擬各種工況下的阻感負(fù)載和阻容負(fù)載，由于負(fù)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(cè)量參數(shù)、電子電壓互感器4測(cè)量參數(shù)、電能質(zhì)量分析儀6的分析數(shù)據(jù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，這些數(shù)據(jù)就會(huì)輸送到后臺(tái)控制系統(tǒng)。
[0033]在后臺(tái)控制系統(tǒng)7接收到檢測(cè)的各種電能質(zhì)量參數(shù)后，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。利用系統(tǒng)自動(dòng)生成指定時(shí)間段的統(tǒng)計(jì)報(bào)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(jì)算出平均值、最小值和合格率，就能準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)要求。
[0034]通過(guò)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(cè)，本技術(shù)方案完全可以解決電子電力變壓器因未進(jìn)行電能質(zhì)量檢測(cè)出現(xiàn)的電網(wǎng)電壓波動(dòng)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(shí)供電中斷及頻率偏移等問(wèn)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(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也避免了因產(chǎn)品不合格使用產(chǎn)生故障帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電子電力變壓器電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，它包括電子電力變壓器PET(2)、電子電力負(fù)載PEL(I)和后臺(tái)控制系統(tǒng)(7)，其特征在于:所述的電子電力負(fù)載PEL(I)經(jīng)第一開關(guān)(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(guān)(9)連接;第二開關(guān)(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(fù)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(fù)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(fù)載PEL( I)分別和后臺(tái)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子電力負(fù)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的后臺(tái)控制系統(tǒng)(7)包括臺(tái)式電腦、平板電腦或筆記本電腦。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK105911403SQ201610526064
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院