一種10kV電壓等級的STATCOM檢測平臺及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力設(shè)備性能檢測領(lǐng)域，特別涉及一種1kV電壓等級的STATCOM檢測平臺及檢測方法。
【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)量帶來了很大程度的影響，同時(shí)，也對供電的可靠性與穩(wěn)定性提出了越來越嚴(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，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——STATCOM (靜止同步補(bǔ)償器)，它擁有良好的補(bǔ)償性能，能夠快速的補(bǔ)償系統(tǒng)的無功功率、有效的抑止電壓波動與閃變、改變系統(tǒng)的三相不平衡和提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，因此，STATCOM在電網(wǎng)中也受到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前，基于現(xiàn)有的級聯(lián)型結(jié)構(gòu)的STATCOM裝置在中高壓系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用，然而由于現(xiàn)有的針對STATCOM的性能檢測規(guī)范還不夠完善，檢測手段還不夠全面，無法還原實(shí)際現(xiàn)場的電能質(zhì)量環(huán)境，所以STATCOM再實(shí)際運(yùn)行中還會出現(xiàn)各種各樣的無法預(yù)知的問題。因此，有必要研制針對STATCOM等常規(guī)類型電能質(zhì)量治理設(shè)備的檢測裝置，模擬電力系統(tǒng)中各種電能質(zhì)量問題，包括電網(wǎng)暫態(tài)、特殊負(fù)荷等，還原一個(gè)較為真實(shí)的實(shí)際現(xiàn)場環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種1kV電壓等級的STATCOM檢測平臺及檢測方法，以解決傳統(tǒng)的STATCOM性能檢測規(guī)范還不夠完善，檢測手段還不夠全面，無法還原實(shí)際現(xiàn)場的電能質(zhì)量環(huán)境的問題。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種1kV電壓等級的STATCOM檢測平臺，包括檢測電路、可調(diào)負(fù)載、檢測儀器、1kV測試母線、信號匯集母線和上位機(jī)系統(tǒng):
所述的檢測電路用于在上位機(jī)系統(tǒng)的控制下產(chǎn)生電壓擾動，檢測電路包含1kV電網(wǎng)、斷路器裝置、進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置、電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置、輸出聯(lián)絡(luò)裝置和連接電抗裝置；其中，
所述的1kv電網(wǎng)用于給1kV電壓等級的STATCOM檢測平臺提供1kV電壓信號；
所述的斷路器裝置用于控制檢測電路的啟動和停止；
所述的進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置用于將1kV電網(wǎng)所提供的1kV電壓信號分為兩路；
所述的電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置用于在上位機(jī)系統(tǒng)控制下產(chǎn)生不同的電壓信號，從而對被測STATCOM裝置進(jìn)行干擾；
所述的輸出聯(lián)絡(luò)裝置用于對電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置和10 kV檢測母線進(jìn)行電氣隔離；
所述的連接電抗裝置用于控制電抗器接入電路； 所述的可調(diào)負(fù)載采用無功與諧波發(fā)生器裝置，通過調(diào)節(jié)無功與諧波發(fā)生器裝置的輸出模式使被測STATCOM產(chǎn)品的輸出信號發(fā)生變化，并以被測STATC0M產(chǎn)品的輸出信號為根據(jù)來判斷被測STATCOM產(chǎn)品的性能；
所述的檢測儀器包括高精度功率分析儀、波形記錄儀、絕緣耐壓測試儀和紅外溫度測試儀，所述的高精度功率分析儀用于檢測被測STATCOM產(chǎn)品輸出的功率，所述的波形記錄儀用于檢測被測STATCOM產(chǎn)品輸出的電壓和電流信號，所述的絕緣耐壓測試儀用于檢測被測STATCOM產(chǎn)品的絕緣耐壓性能，所述紅外溫度測試儀用于檢測被測STATCOM產(chǎn)品的耐溫性能；
所述的1kV測試母線用于連接被測STATCOM產(chǎn)品、無功與諧波發(fā)生器裝置和檢測電路；
所述的信號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、電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置、輸出聯(lián)絡(luò)裝置、連接電抗裝置和無功與諧波發(fā)生器裝置的開入開出信號及電壓和電流米樣?目號；
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二次線纜發(fā)送PWM信號控制電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置和無功與諧波發(fā)生器裝置工作，還用于通過開入開出信號控制所述的高壓斷路器、進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置、電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置、連接電抗裝置和無功與諧波發(fā)生器裝置的開關(guān)狀態(tài)；
所述的1kV電網(wǎng)與斷路器裝置的輸入端電連接，斷路器裝置的輸出端與進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置的輸入端電連接，進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置的輸出端由第一輸出端和第二輸出端構(gòu)成，進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置的第一輸出端與1kV測試母線電連接，進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置的第二輸出端與電能質(zhì)量擾動發(fā)生器的輸入端電連接，電能質(zhì)量擾動發(fā)生器的輸出端與輸出聯(lián)絡(luò)裝置的輸入端電連接，輸出聯(lián)絡(luò)裝置裝置的輸出端與連接電抗裝置的輸入端電連接，連接電抗裝置的輸出端與1kV測試母線電連接，無功與諧波發(fā)生器裝置的輸出端與1kV測試母線電連接，高壓斷路器、進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置、電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置、輸出聯(lián)絡(luò)裝置、連接電抗裝置和無功與諧波發(fā)生器裝置均通過二次線纜和信號匯集母線通信連接，信號匯集母線通過二次線纜與控制裝置通信連接，控制裝置通過R422與就地工控機(jī)通信連接，就地工控機(jī)通過路由器與遠(yuǎn)程工控機(jī)通信連接。
[0005]所述的進(jìn)線聯(lián)絡(luò)裝置由第一高壓接觸器和第二高壓接觸器構(gòu)成，第一高壓接觸器和第二高壓接觸器的第一端與斷路器裝置的輸出端電連接，第一高壓接觸器的第二端和1kV測試母線電連接，第二高壓接觸器的第二端和電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置的輸入端電連接。
[0006]所述的電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置內(nèi)部設(shè)置有電能質(zhì)量擾動發(fā)生器，所述的電能質(zhì)量擾動發(fā)生器由輸入變壓器、擾動發(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，所述的擾動發(fā)生器由多個(gè)背靠背功率單元在逆變側(cè)級聯(lián)成星型結(jié)構(gòu)，所述的濾波回路由第一電阻、第一電感和電容構(gòu)成，第一電阻、電容和第一電感串聯(lián)，第一電阻和電容的兩端設(shè)置有旁路開關(guān)。
[0007]所述的輸出聯(lián)絡(luò)裝置由第三高壓接觸器構(gòu)成，第三高壓接觸器的第一端與電能質(zhì)量擾動發(fā)生器裝置的輸出端電連接，第三高壓接觸器的第二端與連接電抗裝置的輸入端電連接。
[0008]所述的連接電抗裝置由電抗器與第四高壓接觸器構(gòu)成，所述的電抗器的第一端與輸出聯(lián)絡(luò)裝置的輸出端電連接，所述的電抗器的第二端與1kV測試母線電連接，第四高壓接觸器并聯(lián)于電抗器兩端。
[0009]所述的無功與諧波發(fā)生器裝置由無功與諧波發(fā)生模塊和啟動回路模塊構(gòu)成，所述的啟動回路模塊由第五高壓接觸器、第六高壓接觸器、第二電感和第二電阻構(gòu)成，所述的第五高壓接觸器第一端與1kV檢測母線的輸出端電連接，所述的第五高壓斷路器的第二端與第二電感的第一端電連接，所述的第二電感的第二端與無功與諧波發(fā)生模塊電連接，所述的第六高壓接觸器和第二電阻串聯(lián)后并聯(lián)在第五高壓接觸器兩端。
[0010]利用所述的1kV電壓等級的STATCOM檢測平臺進(jìn)行1kV電壓等級的STATCOM檢測方法，包括以下步驟:
步驟一:將被測STATCOM產(chǎn)品與1kV測試母線電連接，由工控機(jī)輸入閉合高壓斷路器和第一高壓接觸器的指令，高壓斷路器和第一高壓接觸器閉合后，在1kV的正常電壓下啟動被測STATCOM裝置，然后通過觀察測量儀器分析被測STATCOM產(chǎn)品的性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)，最后斷開高壓斷路器和第一高壓接觸器，進(jìn)入下一步；
步驟二:將被測STATCOM產(chǎn)品與1kV測試母線電連接，由遠(yuǎn)程工控機(jī)輸入閉合高壓斷路器、第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器的指令，在1kV的正常電壓下啟動被測STATCOM裝置，然后由遠(yuǎn)程工控機(jī)控制電能質(zhì)量擾動發(fā)生器輸出最大畸變率小于20%諧波電壓2次~50次，通過觀察測量儀器分析被測STATCOM產(chǎn)品的性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后斷開高壓斷路器、第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器，進(jìn)入下一步；步驟三:將被測STATCOM產(chǎn)品與1kV測試母線電連接，由遠(yuǎn)程工控機(jī)輸入閉合高壓斷路、第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器的指令，在1kV的正常電壓下啟動被測STATCOM裝置，然后由遠(yuǎn)程工控機(jī)控制電能質(zhì)量擾動發(fā)生器輸出三相不平衡度在100%范圍的不平衡電壓波動，通過觀察測量儀器分析被測STATCOM產(chǎn)品的性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后斷開高壓斷路器、第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器，進(jìn)入下一步；
步驟四:將被測STATCOM產(chǎn)品與1kV測試母線電連接，由遠(yuǎn)程工控機(jī)輸入閉合高壓斷路器、第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器的指令，在1kV的正常電壓下啟動被測STATCOM裝置，然后由遠(yuǎn)程工控機(jī)控制電能質(zhì)量擾動發(fā)生器輸出正負(fù)50%范圍內(nèi)可調(diào)的電壓波動，通過觀察測量儀器分析被測STATCOM產(chǎn)品的性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后斷開高壓斷路器、第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器，進(jìn)入下一步；
步驟五:將被測STATCOM產(chǎn)品與1kV測試母線電連接，由遠(yuǎn)程工控機(jī)輸入閉合高壓斷路器、第二高壓接觸器、第三高壓接觸器和第四高壓接觸器的指令，在1kV的正常電壓下啟動被測STATCOM裝置，然后由遠(yuǎn)程工控機(jī)控制電能質(zhì)量擾動發(fā)生器輸出45 Hz ~66Hz、分辨率為0.1 Hz的電壓波動，通過觀察測量儀器分析被測STATCOM產(chǎn)品的性