CN104635140A - 一种低压有源电力滤波器测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压有源电力滤波器测试装置及其测试方法，所述测试装置由系统电源、非线性负载、负载调节器、低压有源滤波器测试系统依次连接，所述系统电源和所述非线性负载直接连接有低压有源电力滤波器、电能质量检测仪和录波单元，所述电能质量检测仪和所述录波单元的另一端连接至所述低压有源滤波器测试系统。采用本发明的技术方案实现了对电源电流、样品电流、负载电流的实时控制和采集；根据测试需要可以自由组合测试项和生成测试报告；提高了在低压有源电力滤波器检测方面的测试效率和自动化水平，为低压有源电力滤波器的产品质量严把技术关，保证了低压有源电力滤波器的现场正常运行，为电力配网系统电能质量和安全运行维护保驾护航。

Description

一种低压有源电力滤波器测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种低压有源电力滤波器，具体涉及一种低压有源电力滤波器测试装置及其测试方法。

背景技术

当前的公用电网的电能质量问题一般是谐波问题和无功补偿问题，其中尤以谐波治理为主，在消除谐波污染的同时一方面要考虑如何保障无功补偿设备的正常运行，另一方面还需考虑到谐波作为电网中新增的无功占用，在逐渐损坏原有的无功补偿设备的同时，不仅减少了电网实际无功补偿容量，还增加了公用电网的无功占用。

有源滤波器现场应用有源电力滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备。它由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，术语有源，顾名思义该装置需要提供电源，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

目前生产厂商和各检测单位针对产品主要依据企标、JB/T 11067-2011等标准，特别是JB/T 11067-2011标准测试难度较大，测试中主要采用人工记录方式记录电能质量治理装置投入前后电网侧的电能质量变化，分析电能质量治理装置投入前后电网侧的电能质量变化的谐波含量，进一步计算负载率、谐波畸变率、谐波补偿率、响应时间等技术指标。以上测试过程中，负载需要就地调节负载谐波电流、谐波畸变率，就地调节电源输出电压和频率，就地记录波形和分析波形，以上全部工作都需要手动记录数据，按照现在的情况测试时间在5天到15天，工作效率低、试验人员投入时间较长、计算量较大造成测试效率低、试验周期长等问题。

因此，需要提供一种有源滤波器的测试系统及其方法来提高工作效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种低压有源电力滤波器测试装置，所述测试装置由系统电源、非线性负载和负载调节器组成，所述系统电源和所述非线性负载分别和低压有源电力滤波器以及电能质量检测仪和录波单元连接，所述电能质量检测仪和所述录波单元的另一端分别与所述低压有源滤波器检测系统连接。

优选地，所述系统电源由公共电网电源和变频负载电源组成，所述公共电网电源和所述变频负载电源通过切换开关互锁设计根据需求进行切换。

优选地，所述变频电源的相电压调节范围为130V至320V，调节细度0.5V；频率调节范围为30Hz至65Hz，调节细度0.1Hz。

优选地，所述非线性负载的谐波次数调节范围为2次至100次，且谐波总含量和谐波每次含量可调；功率因数调节范围为0.1至1.0。

优选地，所述录波单元的波形采样率不低于500kHz，记录时间不少于1h。

优选地，所述录波单元的录波间隔时间最小为10微秒。

优选地，所述测试装置的测试方法包括：

首先打开低压有源滤波器测试系统中的测试软件，选择和组建新的工程项目；

测试项目选择完成后，用户进行登陆，然后启动整个测试系统，进行软硬件联机巡检，巡检成功后，启动项目测试，填写基本测试参数；

软件系统根据基本测试参数进行统一分配，根据软件测试逻辑关系将不同的参数分配到不同的测试项目中，同时主动取得系统电源、非线性负载、电能质量测试仪、波形记录单元等数据和波形；

启动录波单元进行录波，然后对波形进行记录和分析，对分析后的波形进行图片截取；

系统生成原始数据记录和测试报告，测试停止。

和最接近的现有技术比，本发明的有益效果为：

本发明提供低压有源电力滤波器测试装置及其测试方法，实现了对电源电流、样品电流、负载电流的实时控制和采集；根据测试需要可以自由组合测试项和生成测试报告；提高了在低压有源电力滤波器检测方面的测试效率和自动化水平，为低压有源电力滤波器的产品质量严把技术关，保证了低压有源电力滤波器的现场正常运行，测试周期短、试验效率高，为电力配网系统电能质量和安全运行维护保驾护航。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明低压有源电力滤波器测试装置组成结构示意图；

图2为本发明低压有源电力滤波器测试方法流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参照图1，图1为本发明图直流断路器桥式模块结构示意图。图1中所示的低压有源电力滤波器测试装置由系统电源、非线性负载、负载调节器、低压有源滤波器测试系统依次连接，所述系统电源和所述非线性负载直接连接有低压有源电力滤波器、电能质量检测仪和录波单元，所述电能质量检测仪和所述录波单元的另一端连接至所述低压有源滤波器测试系统；各个单元之间由主控系统进行逻辑关联，主控系统负责对各个环节进行统一调配和数据收集，系统最后自动完成评估，生成测试报告。系统采集包括电源、样品、负载的输出电流、电压、功率、谐波电流值以及样品的各部位温升值，电压和电流的精度不低于1％，采样频率不低于500kHz。录波间隔时间最小为10微秒，测试数据文件采用了JSON格式，方便其他系统对其中的数据访问，且测试后的数据文件可以在使用本测试系统的不同PC间共享。

系统电源是整个系统的供电部分，系统电源由公共电网电源和变频负载电源组成，整个电源系统可根据需求进行切换，切换开关互锁设计，负责为非线性负载和低压有源电力滤波器提供电源，变频电源可调压、调频，电压调节范围130V至320V，调节细度0.5V，频率调节范围30Hz至65Hz，调节细度0.1Hz。

非线性负载是整个系统负载部分，为低压有源电力滤波器提供谐波电流、有功电流和无功电流，输出能力可调，谐波次数调节范围2次至100次，且谐波总含量和谐波每次含量可调；功率因数调节范围0.1至1.0，同时可通过主控系统对其谐波电流和无功电流进行统调和微调。

电能质量测试仪是整个系统的测量部分，负责采集和分析系统侧的电压和电流等数据、负载侧的电压和电流等数据、低压有源电力滤波器侧的电压和电流等数据，然后将以上数据上送主控系统。

波形记录单元是整个系统的录波和波形分析部分，主要负责对线路的电能质量，包括补偿前和补偿后的状况进行录波、分析，波形采样率不低于500kHz，记录时间不少于1h，通道可设、变比可设、同时可进行通道触发录波，然后将以上数据上送主控系统，同时将波形数据存储在本地或服务器上。

主控系统是整个系统核心控制和采集部分，主要负责收集系统电源、非线性负载、电能质量测试仪和波形记录单元的数据，控制系统电源、非线性负载，包括谐波电流的大小、基波电流和谐波电流的比例关系等。整个主控系统包含测试项目、测试流程和测试逻辑关系，三者相辅相成，相互配合完成系统测试和生成报告，主控系统的建立解决了自动采集、控制测量仪器、负载和电源的技术问题，同时也解决测试项目完备、人机界面友好的自动检测软件。

整个系统软硬件搭建完成后，将进入到测试环节，测试环节是真个系统的主要部分，关系到系统搭建是否成功。

根据上述的低压有源电力滤波器测试装置，在进行测试时，具有以下步骤：

①软件测试首先是打开测试软件，进入工程项目建立，然后根据软件建立初期的测试项目和工程模板进行选择和组建新的工程项目。

②测试项目选择完成后，用户进行登陆，然后启动整个测试系统，进行软硬件联机巡检，巡检成功后，启动项目测试，填写基本测试参数。

③软件系统根据基本测试参数进行统一分配，根据软件测试逻辑关系将不同的参数分配到不同的测试项目中，同时主动取得系统电源、非线性负载、电能质量测试仪、波形记录单元等数据和波形。

④启动波形记录单元进行录波，主要针对响应时间测试项目，然后对波形进行记录和分析，对分析后的波形进行图片截取。

⑤完成项目测试，然后系统生成原始数据记录和测试报告，测试停止。

本发明提供低压有源电力滤波器测试装置及其测试方法，实现了对电源电流、样品电流、负载电流的实时控制和采集；根据测试需要可以自由组合测试项和生成测试报告；提高了在低压有源电力滤波器检测方面的测试效率和自动化水平，为低压有源电力滤波器的产品质量严把技术关，保证了低压有源电力滤波器的现场正常运行，测试周期短、试验效率高，为电力配网系统电能质量和安全运行维护保驾护航

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低压有源电力滤波器测试装置，其特征在于，所述测试装置由系统电源、非线性负载和负载调节器组成，所述系统电源和所述非线性负载分别和低压有源电力滤波器以及电能质量检测仪和录波单元连接，所述电能质量检测仪和所述录波单元的另一端分别与所述低压有源滤波器检测系统连接。

2.根据权利要求1所述的低压有源电力滤波器测试装置，其特征在于，所述系统电源由公共电网电源和变频负载电源组成，所述公共电网电源和所述变频负载电源通过切换开关互锁设计根据需求进行切换。

3.根据权利要求2所述的低压有源电力滤波器测试装置，其特征在于，所述变频电源的相电压调节范围为130V至320V，调节细度0.5V；频率调节范围为30Hz至65Hz，调节细度0.1Hz。

4.根据权利要求1所述的低压有源电力滤波器测试装置，其特征在于，所述非线性负载的谐波次数调节范围为2次至100次，且谐波总含量和谐波每次含量可调；功率因数调节范围为0.1至1.0。

5.根据权利要求1所述的低压有源电力滤波器测试装置，其特征在于，所述录波单元的波形采样率不低于500kHz，记录时间不少于1h。

6.根据权利要求1所述的低压有源电力滤波器测试装置，其特征在于，所述录波单元的录波间隔时间最小为10微秒。

7.根据权利要求1所述的低压有源电力滤波器测试装置，其特征在于，所述测试装置的测试方法包括：

首先打开低压有源滤波器测试系统中的测试软件，选择和组建新的工程项目；

测试项目选择完成后，用户进行登陆，然后启动整个测试系统，进行软硬件联机巡检，巡检成功后，启动项目测试，填写基本测试参数；

软件系统根据基本测试参数进行统一分配，根据软件测试逻辑关系将不同的参数分配到不同的测试项目中，同时主动取得系统电源、非线性负载、电能质量测试仪、波形记录单元等数据和波形；

启动录波单元进行录波，然后对波形进行记录和分析，对分析后的波形进行图片截取；

系统生成原始数据记录和测试报告，测试停止。