一種380v電壓等級(jí)的apf的檢測(cè)平臺(tái)及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備性能測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種380V電壓等級(jí)的APF的檢測(cè)平臺(tái)及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展和設(shè)計(jì)需要，電網(wǎng)中的非線性以及沖擊性負(fù)荷日益增多，這就給電能質(zhì)量帶來(lái)了很大程度的影響，同時(shí)，也對(duì)供電的可靠性與穩(wěn)定性提出了越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)在改善電能質(zhì)量方面有著優(yōu)良的性能和不可比擬的優(yōu)勢(shì)，所以FACTS在電網(wǎng)中也受到了廣泛的應(yīng)用，而作為FACTS的核心設(shè)備之一一一APF (有源電力濾波器)的檢測(cè)和應(yīng)用就顯得尤為重要了。眾所周知，三相電路瞬時(shí)無(wú)功功率理論是APF發(fā)展的主要理論基礎(chǔ)，APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，并聯(lián)APF主要治理電流諧波，串聯(lián)APF主要治理電壓諧波等引起的問(wèn)題。APF同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要因?yàn)锳PF可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì)引起諧振，價(jià)位相對(duì)高。但是，由于現(xiàn)有的針對(duì)APF的性能檢測(cè)規(guī)范還不夠完善，檢測(cè)手段還不夠全面，無(wú)法還原實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的電能質(zhì)量環(huán)境，所以APF在實(shí)際運(yùn)行中還會(huì)出現(xiàn)各種各樣的無(wú)法預(yù)知的問(wèn)題。因此，有必要研制針對(duì)APF等常規(guī)類型電能質(zhì)量治理設(shè)備的檢測(cè)裝置，來(lái)模擬電力系統(tǒng)中包括電網(wǎng)暫態(tài)、特殊負(fù)荷等各種電能質(zhì)量問(wèn)題，還原一個(gè)較為真實(shí)的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種380V電壓等級(jí)的APF的檢測(cè)平臺(tái)及檢測(cè)方法，以解決傳統(tǒng)的APF性能檢測(cè)規(guī)范還不夠完善，檢測(cè)手段還不夠全面，無(wú)法還原實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中的電能質(zhì)量環(huán)境的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種380V電壓等級(jí)的APF的檢測(cè)平臺(tái)，包括檢測(cè)電路、可調(diào)負(fù)載、檢測(cè)儀器、測(cè)試母線、信號(hào)匯集母線和上位機(jī)系統(tǒng)；
所述的檢測(cè)電路用于為被測(cè)APF產(chǎn)品提供電壓擾動(dòng)，檢測(cè)電路包含1kV電網(wǎng)、斷路器裝置、電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置、輸出聯(lián)絡(luò)裝置和降壓變壓器裝置，所述的斷路器裝置、電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置、和降壓變壓器裝置構(gòu)成可控電壓源系統(tǒng)；其中，
所述的1kV電網(wǎng)用于為檢測(cè)平臺(tái)提供電壓信號(hào)；
所述的斷路器裝置用于進(jìn)線主回路的隔離與保護(hù)；
所述的電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置用于在上位機(jī)系統(tǒng)的控制下產(chǎn)生不同的電壓暫降、波動(dòng)和不平衡電壓信號(hào)，從而對(duì)被測(cè)APF裝置進(jìn)行干擾；
所述的輸出聯(lián)絡(luò)裝置用于將電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置和測(cè)試母線進(jìn)行電氣隔離；
所述的降壓變壓器裝置用于調(diào)節(jié)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓；
所述的可調(diào)負(fù)載采用無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置，上位機(jī)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置的輸出模式使被測(cè)APF產(chǎn)品的輸出信號(hào)發(fā)生變化，并以被測(cè)APF產(chǎn)品的輸出信號(hào)為根據(jù)來(lái)判斷被測(cè)產(chǎn)品的性能；
所述的檢測(cè)儀器包括高精度功率分析儀、波形記錄儀、絕緣耐壓測(cè)試儀和紅外溫度測(cè)試儀，所述的高精度功率分析儀用于檢測(cè)被測(cè)APF產(chǎn)品輸出的功率，所述的波形記錄儀用于檢測(cè)被測(cè)APF產(chǎn)品輸出的電壓和電流信號(hào)，所述的絕緣耐壓測(cè)試儀用于檢測(cè)被測(cè)APF產(chǎn)品的絕緣耐壓性能，所述紅外溫度測(cè)試儀用于檢測(cè)被測(cè)APF產(chǎn)品的耐溫性能；
所述的測(cè)試母線用于連接檢測(cè)電路、被測(cè)APF產(chǎn)品和可調(diào)負(fù)載；
所述的信號(hào)匯集母線用于匯總所述的斷路器裝置、進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置、電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置、輸出聯(lián)絡(luò)裝置、降壓變壓器裝置和無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置的開(kāi)入開(kāi)出信號(hào)及電壓和電流米樣?目號(hào)；
所述的上位機(jī)系統(tǒng)包括控制柜裝置、就地工控機(jī)和遠(yuǎn)程工控機(jī)，所述的控制柜裝置用于通過(guò)二次線纜發(fā)送PWM信號(hào)控制電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置和無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置工作，還用于通過(guò)開(kāi)入開(kāi)出信號(hào)控制所述的高壓斷路器、進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置、電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置、降壓變壓器裝置和無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；
所述的1kV電網(wǎng)與高壓斷路器的輸入端電連接，高壓斷路器的輸出端與電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置的輸入端電連接，電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置的輸出端與輸出聯(lián)絡(luò)裝置的輸入端電連接，輸出聯(lián)絡(luò)裝置的輸出端與降壓變壓器裝置的輸入端電連接，降壓變壓器裝置的輸出端與測(cè)試母線電連接，無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置的輸出端與測(cè)試母線電連接，高壓斷路器、電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置、輸出聯(lián)絡(luò)裝置、降壓變壓器裝置和無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置均通過(guò)二次線纜和信號(hào)匯集母線通信連接，信號(hào)匯集母線通過(guò)二次線纜與控制裝置通信連接，控制裝置通過(guò)R422與就地工控機(jī)通信連接，就地工控機(jī)通過(guò)路由器與遠(yuǎn)程工控機(jī)通信連接，所述的高精度功率分析儀、波形記錄儀、絕緣耐壓測(cè)試儀和紅外溫度測(cè)試儀均與被測(cè)APF產(chǎn)品的輸出端電連接。
[0005]所述的斷路器裝置由高壓斷路器構(gòu)成，高壓斷路器的第一端與1kV電網(wǎng)電連接，高壓斷路器的第二端與電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置的輸入端電連接。
[0006]所述的電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置內(nèi)部設(shè)置有電壓擾動(dòng)發(fā)生器，所述的電壓擾動(dòng)發(fā)生器由輸入變壓器、擾動(dòng)發(fā)生器和濾波回路構(gòu)成，所述的輸入變壓器為單相多繞組變壓器，副邊采用多繞組輸出，每個(gè)副邊繞組與一個(gè)背靠背功率單元電連接，所述的擾動(dòng)發(fā)生器由多個(gè)背靠背功率單元在逆變側(cè)級(jí)聯(lián)成星型結(jié)構(gòu)，所述的濾波回路由第一電阻、電感和電容構(gòu)成，第一電阻、電感和電容串聯(lián)，第一電阻和電容兩端設(shè)置有旁路開(kāi)關(guān)。
[0007]所述的輸出聯(lián)絡(luò)裝置由第一高壓接觸器構(gòu)成，第一高壓接觸器的第一端與電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置的輸出端電連接，第一高壓接觸器的第二端與降壓變壓器裝置的輸入端電連接。
[0008]所述的降壓變壓器裝置由降壓變壓器構(gòu)成，降壓變壓器的初級(jí)線圈第一端與輸出聯(lián)絡(luò)裝置的輸出端電連接，降壓變壓器的初級(jí)線圈的第二端接地，降壓變壓器的次級(jí)線圈第一端與測(cè)試母線電連接，降壓變壓器的次級(jí)線圈的第二端接地。
[0009]所述的無(wú)功與諧波發(fā)生器裝置包括無(wú)功與諧波發(fā)生器和啟動(dòng)回路，所述的啟動(dòng)回路模塊由第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第二電阻構(gòu)成，所述的第三高壓斷路器第一端與測(cè)試母線電連接，所述的第三高壓斷路器的第二端與無(wú)功與諧波發(fā)生器電連接，所述的第二高壓接觸器和第二電阻串聯(lián)后并聯(lián)在第三高壓接觸器兩端。
[0010] 利用所述的380V電壓等級(jí)的APF的檢測(cè)平臺(tái)進(jìn)行380V電壓等級(jí)的APF的檢測(cè)方法，包括以下步驟:
步驟一:對(duì)380V電壓等級(jí)的APF的并網(wǎng)能力檢測(cè)，分為以下五個(gè)步驟:
A:由上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)出閉合高壓斷路器和第一高壓接觸器的指令，在測(cè)試母線上建立380V的標(biāo)準(zhǔn)額定電壓，通過(guò)波形記錄儀觀察被測(cè)APF產(chǎn)品是否跳機(jī)，并判斷被測(cè)APF產(chǎn)品在常規(guī)情況下的并網(wǎng)能力是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后由上位機(jī)系統(tǒng)控制斷開(kāi)高壓斷路器QFl和第一高壓接觸器KMl，進(jìn)入步驟B ；
B:由上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)出閉合高壓斷路器和第一高壓接觸器的指令，同時(shí)由上位機(jī)系統(tǒng)控制電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置輸出暫降幅度為2%-100%，步長(zhǎng)為2%的暫降電壓，通過(guò)波形記錄儀觀察被測(cè)APF產(chǎn)品是否跳機(jī)，并分析被測(cè)APF產(chǎn)品在暫降電壓擾動(dòng)下的并網(wǎng)能力是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后由上位機(jī)系統(tǒng)控制斷開(kāi)高壓斷路器和第一高壓接觸器，進(jìn)入步驟C ;
C:由上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)出閉合高壓斷路器和第一高壓接觸器的指令，同時(shí)由上位機(jī)系統(tǒng)控制電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置輸出波動(dòng)幅度為2%-50%，步長(zhǎng)為2%的暫降電壓，通過(guò)波形記錄儀觀察被測(cè)APF產(chǎn)品是否跳機(jī)，并判斷被測(cè)APF產(chǎn)品在波動(dòng)電壓擾動(dòng)下的并網(wǎng)能力是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后由上位機(jī)系統(tǒng)控制斷開(kāi)高壓斷路器和第一高壓接觸器，進(jìn)入步驟D ;
D:由上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)出閉合高壓斷路器和第一高壓接觸器的指令，同時(shí)由上位機(jī)系統(tǒng)控制電壓擾動(dòng)發(fā)生器裝置輸出步長(zhǎng)為1Hz，頻率范圍為45 Hz -55 Hz電壓，通過(guò)波形記錄儀觀察被測(cè)APF產(chǎn)品是否跳機(jī)，并判斷被測(cè)APF產(chǎn)品在不同頻率電壓