CN105911403B - 一种电子电力变压器电能质量检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子电力变压器电能质量检测系统，涉及电网电能质量检测，它包括电子电力变压器PET、电子电力负载PEL、后台控制系统。通过该检测系统可以检测不同技术优选方案、不同控制策略的电子电力变压器输出特性，特别是能够检测其输出电能质量参数，有效解决电子电力变压器输出电能质量检测问题，提高电子电力变压器的产品合格率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电能质量检测系统，特别是电子电力变压器电能质量检测系统。
背景技术
近年来，随着大功率电子元器件及其控制技术的发展，一种通过电子电力变换技术实现电力系统的电压变换和能量传递的新型变压器―电子电力变压器PET（PowerElectronic Transformer）越来越多地应用到电力系统，电子电力变压器与传统的电力变压器相比，电子电力变压器体积小、重量小、空载损耗小、不需要绝缘油等优点，在完成常规变压器的变压、隔离和传递能量的同时，还可起到电能质量控制器的作用，是一种多功能的新型变压器。
一台电子电力变压器生产出来后，除了常规试验外，目前关于电子电力变压器的试验，主要按照GB1094.3-2003标准执行，但对于电子电力变压器的输出特性试验，特别是针对其输出电能质量进行检测的试验尚未有相应的国际和国家标准，由于缺少相应检测，无法保证每一台电子电力变压器电能质量输出特性均满足技术要求。一旦出现未经电能质量输出特性合格检测而导致产品存在技术缺陷并使用在生产现场的话，就会出现电网电压波动与闪变、电压波形畸变、输入三相电压不平衡、电压跌落和短时供电中断及频率偏移等问题，从而严重影响电网的安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电子电力变压器电能质量检测系统，以解决电子电力变压器因未进行电能质量检测出现的电网电压波动与闪变、电压波形畸变、输入三相电压不平衡、电压跌落和短时供电中断及频率偏移等问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种电子电力变压器电能质量检测系统，它包括电子电力负载PEL、电子电力变压器PET、电流互感器、电压互感器、公共电网、电能质量分析仪、后台控制系统、第一开关QF、第二开关、第一交流母线、第二交流母线。
电子电力负载PEL经第一开关与第一交流母线连接；第一交流母线与电子电力变压器PET输出端连接；电子电力变压器PET输入端与第二开关连接；第二开关与第二交流母线相连；公共电网与第二交流母线连接；电流互感器安装在第二交流母线上，并分别与电子电力负载PEL和电能质量分析仪连接；电压互感器安装在第二交流母线上，并分别和电子电力负载PEL和电能质量分析仪连接；电能质量分析仪、电子电力负载PEL分别和后台控制系统连接。
所述的电子电力负载PEL为脉冲调制交流型。
所述的电子电力变压器PET为电压源型换流器。
所述的电流互感器为电子式电流互感器。
所述的电压互感器为电子式电压互感器。
所述的电能质量分析仪为电能质量参数测量装置。
所述的后台控制系统为台式电脑、平板电脑或笔记本电脑。
采用本发明的上述技术方案，通过电力电子变压器、电子电力负载、电能质量分析仪、电流互感器、电压互感器、公共电网、后台控制系统组成的电子电力变压器电能质量检测系统，在电力电子负载接入电子电力电能质量检测系统后，模拟各种工况环境。由于电网负载发生改变，电网运行参数随即发生变化，系统内的电能质量分析仪、电流互感器、电压互感器就分别将检测到的电网变化参数发送到后台控制系统，由后台控制系统根据新的检测参数和初始参数进行对比，利用电能质量数据分析软件计算出电能质量参数的平均值、最小值和合格率，通过电能质量数据分析软件计算出电子电能变压器输出电能质量参数合格率，将电子电力变压器输出电能质量合格的产品应用于生产现场，即可解决电网电压波动与闪变、电压波形畸变、输入三相电压不平衡、电压跌落和短时供电中断及频率偏移等技术问题。
本发明采用了基于脉冲调制技术的交流型电子电力负载PEL（Power ElectronicLoad）后，电力负载PEL可模拟多种变工况负载，既能模拟阻感负载，也能模拟阻容负载，其输出电压为400伏；且电子电力负载有电能回馈单元，可将检测的能量全部回馈给电网。
本发明采用的电子电力变压器PET是一种基于电压源型换流器，其输入级采用三相四线制结构，各相均设置独立的电压源型逆变器，由于低压侧电流比较大，各相均设置一个LC 滤波器。输出级采用单相电压源转换器（VSC）模块串并联的级联方式与系统电压相匹配，利用载波移相调制技术提高等效开关频率，可降低对 boost电感谐波抑制的要求。在这一技术优选方案中由于采用了基于电压源型换流器，使得电子电力变压器具有响应速度快、电磁兼容性好等优点。
本发明采用的电子式电流互感器，利用其优良的绝缘性能、造价低、运行暂态响应好、稳定性好、没有磁耦合、暂态响应范围大、频率响应范围宽、体积小、重量轻、数字化输出等特性，有效地提高了互感器的测量精度。
本发明采用的电子式电压互感器，利用其优良的绝缘性能、造价低、运行暂态响应好、稳定性好、没有磁耦合、暂态响应范围大、频率响应范围宽、体积小、重量轻、数字化输出等特性，有效地提高了互感器的测量精度。
本发明采用的电能质量分析仪为LCT-FB602型便携式电能质量分析，它检测电网的电压波动与闪变、电压波形畸变、输入三相电压不平衡、电压跌落和短时供电中断及频率偏移等电能质量参数，由于LCT-FB602型便携式电能质量分析采集前端采用高速DSP数字处理器的黑匣子设计，无需过多操作和复杂显示，且运算速度快，可靠性好，抗干扰性强，接线无需拆卸，操作方便快捷。
本发明采用的后台控制系统为一台台式电脑，因其采用的电能质量数据分析软件基于WINDOWS平台，可直接进行测量和数据管理，完成数据统计、分析及打印等操作。前端与后台之间采用RJ45网线高速连接，可实现远距离的观测和操控，安全自由。可实时监控电子电力变压器PET的输出电能质量，包括：闪变、电压暂降、电压暂升、中断、瞬变、不平衡、谐波、间谐波、信号电压、RMS有效值、功率、功率因数和电能量等电能质量参数；也可控制电子电力负载PEL的放电电流，模拟阻感负载和阻容负载；还可对电子电力负载PEL相关参数进行设置。
综上所述，采用电子电力变压器电能质量检测系统，完全可以解决电子电力变压器因未进行电能质量检测出现的电网电压波动与闪变、电压波形畸变、输入三相电压不平衡、电压跌落和短时供电中断及频率偏移等问题，可以将其用于分布式能源接入系统可实现电能质量调节，从而为负荷提供高质量的电能，此外也无需附加其它的电能质量调节装置，大大节约了成本。
附图说明
图1是电子电力变压器电能质量检测系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以使本领域技术人员能参照说明书得以实施。
图1示出了本发明的电子电力变压器电能质量检测系统示意图，它包括电子电力负载PEL1、电子电力变压器PET2、电流互感器3、电压互感器4、公共电网5、电能质量分析仪6、后台控制系统7、第一开关QF8、第二开关9、第一交流母线10、第二交流母线11。
电子电力负载PEL1经第一开关8与第一交流母线10连接。
第一交流母线10与电子电力变压器PET2输出端连接；电子电力变压器PET2输入端与第二开关9连接。
第二开关9与第二交流母线11相连；公共电网5与第二交流母线11连接。
电流互感器3安装在第二交流母线11上，并分别与电子电力负载PEL1和电能质量分析仪6连接。
电压互感器4安装在第二交流母线11上，并分别和电子电力负载PEL1和电能质量分析仪6连接。
电能质量分析仪6、电子电力负载PEL1分别和后台控制系统7连接。
当公共电网5带电并供电正常时，公共电网5的电源电压就到了第二母线11上；合上第二开关9，电源电压就到了电子电力变压器2的输入端；电子电力变压器2的输出端电压就到了第一母线10上；合上第一开关8，则电子电力负载PEL1和电子电力变压器2的输出端接通；启动安装在第二母线11上的电流互感器3和电压互感器4；启动电能质量分析仪6；启动后台控制系统7的电脑并打开已安装好的电能质量数据分析软件。
如上所述，在本发明的后台控制系统7的电脑里，在电能质量数据分析管理平台内即可监控电子电力变压器PET2、电子电流互感器3、电子电压互感器4、电能质量分析仪6输出的各种电能质量参数，包括：闪变、电压暂降、电压暂升、中断、瞬变、不平衡、谐波、间谐波、信号电压、RMS有效值、功率、功率因数和电能量等电能质量参数。并对电子电力负载PEL1相关参数进行初始设置。
当完成对电子电力负载PEL1相关参数的初始设置后，根据电子电力负载PEL1的放电电流，在电能质量数据分析管理平台内模拟各种工况下的阻感负载和阻容负载，由于负载发生变化，电子电力变压器PET2输出参数、电子电流互感器3测量参数、电子电压互感器4测量参数、电能质量分析仪6的分析数据也会发生相应的变化，这些数据就会输送到后台控制系统。
在后台控制系统7接收到检测的各种电能质量参数后，系统就会对各种变工况下电子电力变压器输出的电能质量参数进行统计和分析。利用系统自动生成指定时间段的统计报表，系统给出详尽的数据分析结果，绘制多种变化曲线，根据曲线就可以观察各相曲线或对比三相综合曲线。最后计算出平均值、最小值和合格率，就能准确判断出电子电力变压器PET（2）的输出电能质量是否满足标准要求。
通过上述技术手段，完成了电子电力变压器的输出电能质量检测，本技术方案完全可以解决电子电力变压器因未进行电能质量检测出现的电网电压波动与闪变、电压波形畸变、输入三相电压不平衡、电压跌落和短时供电中断及频率偏移等问题。从而提高了产品的合格率，较好的规避了因产品不合格使用带来的安全风险，同时也避免了因产品不合格使用产生故障带来的巨大经济损失。
Claims (7)
1.一种电子电力变压器电能质量检测系统，它包括电子电力变压器PET（2）、电子电力负载PEL（1）和后台控制系统（7），其特征在于：所述的电子电力负载PEL（1）经第一开关（8）与第一交流母线（10）连接；第一交流母线（10）与电子电力变压器PET（2）输出端连接；电子电力变压器PET（2）输入端与第二开关（9）连接；第二开关（9）与第二交流母线（11）相连；公共电网（5）与第二交流母线（11）连接；电流互感器（3）安装在第二交流母线（11）上，并分别与电子电力负载PEL（1）和电能质量分析仪（6）连接；电压互感器（4）安装在第二交流母线（11）上，并分别和电子电力负载PEL（1）和电能质量分析仪（6）连接；电能质量分析仪（6）、电子电力负载PEL（1）分别和后台控制系统（7）连接。
2.权利要求1所述的一种电子电力变压器电能质量检测系统，其特征在于：所述的电子电力负载PEL（1）为脉冲调制交流型。
3.权利要求1所述的一种电子电力变压器电能质量检测系统，其特征在于：所述的电子电力变压器PET（2）为电压源型换流器。
4.权利要求1所述的一种电子电力变压器电能质量检测系统，其特征在于：所述的电流互感器（3）为电子式电流互感器。
5.权利要求1所述的一种电子电力变压器电能质量检测系统，其特征在于：所述的电压互感器（4）为电子式电压互感器。
6.权利要求1所述的一种电子电力变压器电能质量检测系统，其特征在于：所述的电能质量分析仪（6）为电能质量参数测量装置。
7.权利要求1所述的一种电子电力变压器电能质量检测系统，其特征在于：所述的后台控制系统（7）包括台式电脑、平板电脑或笔记本电脑。
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