CN110018387A - 一种全载试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全载试验装置及试验方法，包括：电源、补偿电容器、检测装置、并联电抗器、调压器和中间变压器；并联电抗器与被测装置串联后与所述补偿电容器并联后通过中间变压器和用于调节中间变压器电压的调压器与电源连接；所述被测装置的出口与所述检测装置连接。本发明提供的试验装置克服了现有检测装置不能达到现场运行时额定设计容量，致使无法检测生产的补偿设备是否合格的问题。
Description
技术领域
本发明涉及配电网低电压治理，具体涉及一种全载试验装置及试验方法。
背景技术
近年来，随着用户用电需求量增大和负荷结构多样化，一些10kV配电线路由于受地理位置和技术因素以及管理的时效性限制出现了末端电压降低的问题，直接导致10kV线路功率因数偏低，电压降增大，电能损耗升高，配电设备使用寿命降低，电网安全风险增大等一系列问题。严重影响了用户的生产、生活质量，给企业带来一定的负面影响。利用串联在线路上的电容器组形成的集中性电容阻抗，补偿线路上的分布性电感阻抗，可以达到增加线路输送容量，改善配电电压质量，并改善并联各线路间的负荷分布情况以降低总损耗的目的，目前配电网串联电容器补偿装置在配电网“低电压”治理领域获得了广泛应用。
目前能够设计并制造配网串联电容器补偿装置的厂商也在逐渐增多,但大部分厂家进行产品设计时均是基于并联电容器产品进行设计和制造,由于其功能和并联电容器产品的根本不同,导致很多厂家虽然能够进行设计产品,却很难进行相关的产品试验,尤其是配网串联电容器补偿装置的厂内全载试验。大部分配网串联电容器补偿装置只是进行部分试验,如绝缘试验、耐压试验、空载试验等，而很少进行负载试验,即使个别厂家能够进行负载试验,也只能进行10％左右产品容量的负载试验,进而产生了一些配电网串联电容器补偿装置在现场运行时无法达到额定设计容量、配电网串联电容器补偿装置产品不合格等问题。
因此配电网串联电容器补偿装置的全载试验成为困扰众多配电网串联电容器补偿装置生产厂家的一大难题，也成为了制约配电网串联电容器补偿装置是否真正合格的最后一道屏障。
发明内容
为了解决配电网串联电容器补偿装置的不能全载试验的问题，本发明提供一种全载试验装置及试验方法。
本发明提供的技术方案是：
一种全载试验装置，所述装置包括：电源、补偿电容器、检测装置、并联电抗器、调压器和中间变压器；
并联电抗器与被测装置串联后与所述补偿电容器并联后通过中间变压器和用于调节中间变压器电压的调压器与电源连接；
所述被测装置的出口与所述检测装置连接。
优选的，所述测量装置包括：电压互感器、电压表、电流互感器和电流表；
所述电压互感器和电流互感器设置在所述被测装置出口侧；
所述电压互感器并联电压表；
所述电流互感器串联电流表。
优选的，所述被测装置包括：配电网串联电容器补偿装置。
优选的，所述补偿电容器包括：所述补偿电容器的容抗值大于配网串联电容器补偿装置与并联电抗器串联后的等效容抗值。
优选的，所述中间变压器包括：所述中间变压器的一次电压额定值与调压器的最大输出电压相等，二次电压额定值并联电抗器两端电压值等于额定电压值；
优选的，所述电源包括：
三相50Hz动力电源，所述电源的额定电压与调压器的输入电压相匹配。
一种应用如权利要求1-6所述的全载试验装置的试验方法，所述方法包括：
将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器并联连接，并在被测装置出口处连接检测装置；
根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压，直至位于配电网串联电容器补偿装置出口处的检测装置检测到电流达到被测装置额定电流时停止调节，获取检测数据。
优选的，所述将被测装置与并联电抗器和补偿电容器连接，并在被测装置出口处连接检测装置之前还包括：根据被测装置选择预设试验电路中的设备型号。
优选的，所述根据配电网串联电容器选择预设试验电路中的设备型号包括：
所述补偿电容器的容抗值大于配网串联电容器补偿装置与并联电抗器串联后的等效容抗值；
所述中间变压器的一次电压额定值与调压器的最大输出电压相等，二次电压额定值并联电抗器两端电压值等于额定电压值；
所述电源选用三相50Hz动力电源，额定电压与调压器的输入电压相匹配。
优选的，所述测量装置包括：电压互感器、电压表、电流互感器和电流表；
所述电压互感器和电流互感器设置在所述配电网串联电容器出口侧；
所述电压互感器并联电压表；
所述电流互感器串联电流表。
优选的，所述被测装置包括：配电网串联电容器补偿装置。
一种全载试验装置的试验系统，所述系统包括：
放置模块，用于将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器并联连接，并在被测装置出口处连接检测装置；
调整试验模块，用于根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压，直至位于被测装置出口处的检测装置检测到电流达到被测装置额定电流时停止调节，获取检测数据。
优选的，所述调整试验模块包括：调节单元、检测单元、判断单元和测试单元；
所述调节单元，用于根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压；
所述检测单元，用于通过位于被测装置出口处的检测装置检测电流和电压；
所述判断单元，用于判断被测装置出口处的检测装置检测到电流是否达到被测装置额定电流；
所述获取单元，用于获取检测数据。
优选的，所述检测单元包括电流检测子单元和电压检测子单元；
所述电流检测子单元，用于检测回路电流；
所述电压检测子单元，用于检测电路电压。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种全载试验装置，该装置解决了采用了调压器和中间变压器调节电路电压，并通过检测装置检测的电流确定被检测装置是全载试验，克服了现有检测装置不能达到现场运行时额定设计容量，致使无法检测生产的补偿设备是否合格的问题；
(2)本发明提供的技术方案采用了带有并联电抗器的试验电路，通过电容器组的容性无功对试验变压器进行补偿，使得配电网串联电容器进行满负载试验；
(3)本发明提供的技术方案可在变压器容量不够的情况下，大大提高配电网串联电容器补偿装置的输出容量，使其接近额定负荷，而不用配置大容量变压器，可大大节约生产制造的成本，保证配电网串联电容器补偿装置在出厂时达到设计要求，达到现场后能够安全可靠的运行；
(4)本发明提供的技术方案采用优化参数设计缓慢升压的办法，避免电容器组直接投入产生的冲击和涌流问题，省去补偿电容器的投切开关和串联电抗器；
(5)本发明提供的技术方案采用在低压时等效负载支路的感性无功功率略大于补偿电容器的容性无功功率，而后再升压，就使其在低电压小容量时躲开谐振点，保护了试验设备，避免了谐振带来的全厂停电的不良后果。
附图说明
图1为本发明的配网串联电容器补偿装置全载试验电路示意图；
图2为本发明的配网串联电容器补偿装置全载试验流程图；
其中，1被测装置，2并联电抗器，3补偿电容器，4中间变压器，5调压器，6电源，7电压互感器,8电压表，9电流互感器，10电流表。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种全载试验装置，所述装置包括：电源、补偿电容器、检测装置、并联电抗器、调压器和中间变压器；
并联电抗器与被测装置串联后与补偿电容器并联后通过中间变压器和用于调节中间变压器电压的调压器与电源连接；
被测装置的出口与检测装置连接。
测量装置包括：电压互感器、电压表、电流互感器和电流表；
电压互感器和电流互感器设置在被测装置出口侧；
电压互感器并联电压表；
电流互感器串联电流表。
被测装置包括：配电网串联电容器补偿装置。
补偿电容器包括：补偿电容器的容抗值大于配网串联电容器补偿装置与并联电抗器串联后的等效容抗值。
中间变压器包括：中间变压器的一次电压额定值与调压器的最大输出电压相等，二次电压额定值并联电抗器两端电压值等于额定电压值；
电源采用三相50Hz动力电源，且电源的额定电压与调压器的输入电压相匹配。
应用上述全载试验装置的试验方法，如图2所示，将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器并联连接，并在被测装置出口处连接检测装置；
根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压，直至位于配电网串联电容器补偿装置出口处的检测装置检测到电流达到被测装置额定电流时停止调节，获取检测数据。
将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器连接，并在被测装置出口处连接检测装置之前还包括：根据配电网串联电容器选择预设试验电路中的设备型号，包括：
并联电抗器2的容量应略大于或者等于配网串联电容器补偿装置1的额定电流，保证满载工况下并联电抗器能够安全可靠工作，温升在设计范围内。
补偿电容器3的容抗值应略大于配网串联电容器补偿装置1与并联电抗器2串联后的等效容抗值。
中间变压器4的一次电压额定值应与调压器5的最大输出电压相等，二次电压额定值应保证并联电抗器2端电压值能达到额定电压值，需要通过计算确定。
调压器5的额定电压与试验电源的最大值相等，其调压范围应为0～100％。
电源6选用三相50Hz动力电源，额定电压与调压器的输入电压相匹配。
测量装置包括互感器和测量仪表，电压互感器7、电流互感器9为与试品同电压等级的电压、电流互感器；电压测量仪表为电压表8，其额定电压测量范围与电压互感器二次电压一致；电流测量仪表为电流表10，其额定电流测量范围与电流互感器二次电流一致；通过以上设备能够查看测量点的电压、电流有效值，其接入点如图1所示。
将配电网串联电容器接入预设试验电路进行全载试验，具体包括：
需要确保试品内部旁路开关处于打开状态；
将试品与试验装置按上述要求进行接线；
然后通过调压器缓慢升高电压，由于补偿电容器的存在，通过调压器4、中间变压器5的电流较小，不会引起调压变5、中间变4和试验电源6过载。当回路电流达到配网串补装置额定电流时，便可以使配电网串联电容器补偿装置在满负荷下试验。
预设试验电路包括：并联电抗器与补充电容器并联后连接中间变压器，中间变压器通过调压器与电源连接：
将配网串联电容器补偿装置1与并联电抗器2串联，然后与补偿电容器3并联后，接入中间变压器4二次侧，中间变压器一次侧通过调压器5接入电源6。电压互感器和电流互感器接于试品出口侧。电压表9接入电压互感器7二次回路，不允许短路；电流表10接入电流互感器8二次回路，不允许开路。
具体实施例：
在图1所示的实施例中，将配网串联电容器补偿装置1作为被测装置接入全载试验装置中，配网串联电容器补偿装置1的额定电压为10kV，额定容量2700kvar，额定端电压3kV，额定电流300A。并联电抗器2额定电流300A，额定电压10kV，额定电抗19.23Ω，额定电感61.21mH，额定容量5193kvar。补偿电容器3由12台BFMH3.0-240-1W的全膜电容器组成，每相4台并联。试验变压器由1台800kVA、400V/0～400V的调压变压器5、1台800kVA、400V/10kV的中间变压器组成，调压器一次侧电源为400V、50Hz。电压互感器7变比为10/0.1kV，电流互感器变比为400/5A。试验时，按照下表1中的参数进行调节就可以使配网串联电容器补偿装置在满负荷下试验。
表1
从表1可以看出，试品1支路的输出容量略大于补偿电容器组的输出容量，可以使成套装置躲开了谐振点，保护了试验设备，避免了完全谐振带来的不良后果。
本发明还提供了一种全载试验装置的试验系统，该系统包括：
放置模块，用于将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器并联连接，并在被测装置出口处连接检测装置；
调整试验模块，用于根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压，直至位于被测装置出口处的检测装置检测到电流达到被测装置额定电流时停止调节，获取检测数据。
调整试验模块包括：调节单元、检测单元、判断单元和测试单元；
调节单元，用于根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压；
检测单元，用于通过位于被测装置出口处的检测装置检测电流和电压；
判断单元，用于判断被测装置出口处的检测装置检测到电流是否达到被测装置额定电流；
获取单元，用于获取检测数据。
检测单元包括电流检测子单元和电压检测子单元；
电流检测子单元，用于检测回路电流；
电压检测子单元，用于检测电路电压
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种全载试验装置，其特征在于，所述装置包括：电源、补偿电容器、检测装置、并联电抗器、调压器和中间变压器；
并联电抗器与被测装置串联后与所述补偿电容器并联后通过中间变压器和用于调节中间变压器电压的调压器与电源连接；
所述被测装置的出口与所述检测装置连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测装置包括：电压互感器、电压表、电流互感器和电流表；
所述电压互感器和电流互感器设置在所述被测装置出口侧；
所述电压互感器并联电压表；
所述电流互感器串联电流表。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述被测装置包括：配电网串联电容器补偿装置。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述补偿电容器包括：所述补偿电容器的容抗值大于配网串联电容器补偿装置与并联电抗器串联后的等效容抗值。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述中间变压器包括：所述中间变压器的一次电压额定值与调压器的最大输出电压相等，二次电压额定值并联电抗器两端电压值等于额定电压值。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电源包括：
三相50Hz动力电源，所述电源的额定电压与调压器的输入电压相匹配。
7.一种应用如权利要求1-6任一所述的全载试验装置的试验方法，其特征在于，所述方法包括：
将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器并联连接，并在被测装置出口处连接检测装置；
根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压，直至位于配电网串联电容器补偿装置出口处的检测装置检测到电流达到被测装置额定电流时停止调节，获取检测数据。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器连接，并在被测装置出口处连接检测装置之前还包括：根据被测装置选择预设试验电路中的设备型号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据配电网串联电容器选择预设试验电路中的设备型号包括：
所述补偿电容器的容抗值大于配网串联电容器补偿装置与并联电抗器串联后的等效容抗值；
所述中间变压器的一次电压额定值与调压器的最大输出电压相等，二次电压额定值并联电抗器两端电压值等于额定电压值；
所述电源选用三相50Hz动力电源，额定电压与调压器的输入电压相匹配。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述检测装置包括：电压互感器、电压表、电流互感器和电流表；
所述电压互感器和电流互感器设置在所述被测装置出口侧；
所述电压互感器并联电压表；
所述电流互感器串联电流表。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述被测装置包括：配电网串联电容器补偿装置。
12.一种全载试验装置的试验系统，其特征在于，所述系统包括：
放置模块，用于将被测装置与并联电抗器串联后与补偿电容器并联连接，并在被测装置出口处连接检测装置；
调整试验模块，用于根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压，直至位于被测装置出口处的检测装置检测到电流达到被测装置额定电流时停止调节，获取检测数据。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述调整试验模块包括：调节单元、检测单元、判断单元和测试单元；
所述调节单元，用于根据预设数据调节调压器改变中间变压器的电压；
所述检测单元，用于通过位于被测装置出口处的检测装置检测电流和电压；
所述判断单元，用于判断被测装置出口处的检测装置检测到电流是否达到被测装置额定电流；
所述获取单元，用于获取检测数据。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述检测单元包括电流检测子单元和电压检测子单元；
所述电流检测子单元，用于检测回路电流；
所述电压检测子单元，用于检测电路电压。
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