一種電子電力變壓器電能質量檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，涉及電網電能質量檢測，它包括電子電力變壓器PET、電子電力負載PEL、后臺控制系統。通過該檢測系統可以檢測不同技術優選方案、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量參數，有效解決電子電力變壓器輸出電能質量檢測問題，提高電子電力變壓器的產品合格率。
【專利說明】
一種電子電力變壓器電能質量檢測系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種電能質量檢測系統，特別是電子電力變壓器電能質量檢測系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著大功率電子元器件及其控制技術的發展，一種通過電子電力變換技術實現電力系統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，電子電力變壓器與傳統的電力變壓器相比，電子電力變壓器體積小、重量小、空載損耗小、不需要絕緣油等優點，在完成常規變壓器的變壓、隔離和傳遞能量的同時，還可起到電能質量控制器的作用，是一種多功能的新型變壓器。
[0003]一臺電子電力變壓器生產出來后，除了常規試驗外，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量輸出特性均滿足技術要求。一旦出現未經電能質量輸出特性合格檢測而導致產品存在技術缺陷并使用在生產現場的話，就會出現電網電壓波動與閃變、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，從而嚴重影響電網的安全。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，以解決電子電力變壓器因未進行電能質量檢測出現的電網電壓波動與閃變、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，本發明提供了一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，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、電能質量分析儀、后臺控制系統、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和電能質量分析儀連接；電能質量分析儀、電子電力負載PEL分別和后臺控制系統連接。
[0007]所述的電子電力負載PEL為脈沖調制交流型。
[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]所述的電能質量分析儀為電能質量參數測量裝置。
[0012]所述的后臺控制系統為臺式電腦、平板電腦或筆記本電腦。
[0013]采用本發明的上述技術方案，通過電力電子變壓器、電子電力負載、電能質量分析儀、電流互感器、電壓互感器、公共電網、后臺控制系統組成的電子電力變壓器電能質量檢測系統，在電力電子負載接入電子電力電能質量檢測系統后，模擬各種工況環境。由于電網負載發生改變，電網運行參數隨即發生變化，系統內的電能質量分析儀、電流互感器、電壓互感器就分別將檢測到的電網變化參數發送到后臺控制系統，由后臺控制系統根據新的檢測參數和初始參數進行對比，利用電能質量數據分析軟件計算出電能質量參數的平均值、最小值和合格率，通過電能質量數據分析軟件計算出電子電能變壓器輸出電能質量參數合格率，將電子電力變壓器輸出電能質量合格的產品應用于生產現場，即可解決電網電壓波動與閃變、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問題。
[OOM]本發明采用了基于脈沖調制技術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。
[0015]本發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構，各相均設置獨立的電壓源型逆變器，由于低壓側電流比較大，各相均設置一個LC濾波器。輸出級采用單相電壓源轉換器(VSC)模塊串并聯的級聯方式與系統電壓相匹配，利用載波移相調制技術提高等效開關頻率，可降低對boost電感諧波抑制的要求。在這一技術優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、電磁兼容性好等優點。
[0016]本發明采用的電子式電流互感器，利用其優良的絕緣性能、造價低、運行暫態響應好、穩定性好、沒有磁耦合、暫態響應范圍大、頻率響應范圍寬、體積小、重量輕、數字化輸出等特性，有效地提高了互感器的測量精度。
[0017]本發明采用的電子式電壓互感器，利用其優良的絕緣性能、造價低、運行暫態響應好、穩定性好、沒有磁耦合、暫態響應范圍大、頻率響應范圍寬、體積小、重量輕、數字化輸出等特性，有效地提高了互感器的測量精度。
[0018]本發明采用的電能質量分析儀為LCT-FB602型便攜式電能質量分析，它檢測電網的電壓波動與閃變、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量參數，由于LCT-FB602型便攜式電能質量分析采集前端采用高速DSP數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]本發明采用的后臺控制系統為一臺臺式電腦，因其采用的電能質量數據分析軟件基于WINDOWS平臺，可直接進行測量和數據管理，完成數據統計、分析及打印等操作。前端與后臺之間采用RJ45網線高速連接，可實現遠距離的觀測和操控，安全自由。可實時監控電子電力變壓器PET的輸出電能質量，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、功率因數和電能量等電能質量參數;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相關參數進行設置。
[0020]綜上所述，采用電子電力變壓器電能質量檢測系統，完全可以解決電子電力變壓器因未進行電能質量檢測出現的電網電壓波動與閃變、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可實現電能質量調節，從而為負荷提供高質量的電能，此外也無需附加其它的電能質量調節裝置，大大節約了成本。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是電子電力變壓器電能質量檢測系統示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以使本領域技術人員能參照說明書得以實施。
[0023]圖1示出了本發明的電子電力變壓器電能質量檢測系統示意圖，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5、電能質量分析儀
6、后臺控制系統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和電能質量分析儀6連接。
[0029]電能質量分析儀6、電子電力負載PELl分別和后臺控制系統7連接。
[0030]當公共電網5帶電并供電正常時，公共電網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;啟動電能質量分析儀6;啟動后臺控制系統7的電腦并打開已安裝好的電能質量數據分析軟件。
[0031]如上所述，在本發明的后臺控制系統7的電腦里，在電能質量數據分析管理平臺內即可監控電子電力變壓器PET2、電子電流互感器3、電子電壓互感器4、電能質量分析儀6輸出的各種電能質量參數，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、功率因數和電能量等電能質量參數。并對電子電力負載PELl相關參數進行初始設置。
[0032]當完成對電子電力負載PELl相關參數的初始設置后，根據電子電力負載PELl的放電電流，在電能質量數據分析管理平臺內模擬各種工況下的阻感負載和阻容負載，由于負載發生變化，電子電力變壓器PET2輸出參數、電子電流互感器3測量參數、電子電壓互感器4測量參數、電能質量分析儀6的分析數據也會發生相應的變化，這些數據就會輸送到后臺控制系統。
[0033]在后臺控制系統7接收到檢測的各種電能質量參數后，系統就會對各種變工況下電子電力變壓器輸出的電能質量參數進行統計和分析。利用系統自動生成指定時間段的統計報表，系統給出詳盡的數據分析結果，繪制多種變化曲線，根據曲線就可以觀察各相曲線或對比三相綜合曲線。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)的輸出電能質量是否滿足標準要求。
[0034]通過上述技術手段，完成了電子電力變壓器的輸出電能質量檢測，本技術方案完全可以解決電子電力變壓器因未進行電能質量檢測出現的電網電壓波動與閃變、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。從而提高了產品的合格率，較好的規避了因產品不合格使用帶來的安全風險，同時也避免了因產品不合格使用產生故障帶來的巨大經濟損失。
【主權項】
1.一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，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(7)，其特征在于:所述的電子電力負載PEL(I)經第一開關(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(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)和電能質量分析儀(6)連接;電能質量分析儀(6)、電子電力負載PEL( I)分別和后臺控制系統(7)連接。2.權利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，其特征在于:所述的電子電力負載PEL(I)為脈沖調制交流型。3.權利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，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.權利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，其特征在于:所述的電流互感器(3)為電子式電流互感器。5.權利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，其特征在于:所述的電壓互感器(4)為電子式電壓互感器。6.權利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，其特征在于:所述的電能質量分析儀(6)為電能質量參數測量裝置。7.權利要求1所述的一種電子電力變壓器電能質量檢測系統，其特征在于:所述的后臺控制系統(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】貴州電網有限責任公司電力科學研究院