CN111239512A - 一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统 - Google Patents

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张广洲
李炼炼
邓鹤鸣
邓慰
柯睿
吴芳芳
叶成
刘元庆
徐新光
王平欣
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Zhejiang Huadian Equipment Inspection Institute
Wuhan NARI Ltd
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Zhejiang Huadian Equipment Inspection Institute
Wuhan NARI Ltd
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，包括分别与电压源连接的小电流测试回路和大电流测试回路；小电流测试回路包括滤波器、电能表鉴定台以及被测电能表，用于实现三表位电能表的电磁兼容测试；大电流测试回路包括分别与滤波器连接的第一回路和第二回路，第一回路包括交直流充电桩、光电隔离电源、模拟负载，第二回路包括调压器、多磁路变压器以及低压成套设备，第一回路用于实现交直流充电桩的电磁兼容测试，第二回路用于实现低压成套设备的电磁兼容测试。本发明具有兼容性、可扩展性、性价比高的特点。

Description

一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统
技术领域
本发明涉及电力设备电磁兼容测试技术领域，更具体地说，涉及一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统。
背景技术
电力系统中供电网络密集复，电磁环境复杂，开关操作、强电场、运行方式、工频磁场和雷电冲击乃至故障等外界因素都会促使整个系统产生大量的电磁干扰现象，导致电力系统供电网络中的仪器仪表精度、性能等指标受到影响而不能正常运作，如微机继电保护装置误动作、电能表失压、测控装置传送数据错误和励磁调节器失控事故等。
电磁兼容测试是考核电力设备电磁兼容性能的关键测试项目，可以考核其抗电磁骚扰和自身电磁辐射的能力。目前电力设备电磁兼容测试仅限于电能表测量，一般针对电能表等小电流被测物，对于大电流被测物，例如充电桩、开关类设备相对较少，同时大电流测试回路需要升流变压器、调压器等，这增加了测试系统的复杂性和成本。随着智能电网的快速发展，低压成套设备和充电桩的电磁兼容考核显得尤为重要，为此需要研制一套适用于不同电力设备的电磁兼容测试系统。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，具有兼容性、可扩展性、性价比高的特点。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
设计一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，包括分别与电压源连接的小电流测试回路和大电流测试回路；所述小电流测试回路包括滤波器、电能表鉴定台以及被测电能表，用于实现三表位电能表的电磁兼容测试；所述大电流测试回路包括分别与滤波器连接的第一回路和第二回路，所述第一回路包括交直流充电桩、光电隔离电源、模拟负载，所述第二回路包括调压器、多磁路变压器以及低压成套设备，所述第一回路用于实现交直流充电桩的电磁兼容测试，所述第二回路用于实现低压成套设备的电磁兼容测试。
在上述方案中，所述大电流测试回路的第一回路构成受试设备为充电桩的电磁兼容测试系统，其电压源为500A大电流滤波器，由2个250A电流滤波器并联而成；模拟负载为1000V、300A直流隔离单元和440V、63A交流滤波器。
在上述方案中，所述大电流测试回路的第二回路构成受试设备为低压成套设备的电磁兼容测试系统，其调压器输出电压为0-440V；多磁路变压器输出电流为5000A，副边单相输出绕组为4磁路，所有磁路投入的电压总和为20V，其中每个磁路的电压分别为2.5V、2.5V、5V、10V。
在上述方案中，所述大电流测试回路的第二回路中调压器和多磁路变压器通过短路开关连接，实现第一回路和第二回路中受试设备连接线共用铜排，采用3相3线，每相采用3根规格为120*10mm2的铜排出线，单组铜排间距为10mm。
(三)有益效果
本发明的电磁兼容测试系统可以实现不同电力设备的电磁兼容测试，即包含电能表、采集终端等小电流EUT，又包括开关类、充电桩等大电流EUT；充电桩电磁兼容测试采用专用的大电流滤波器，保证了测试环境的严谨，减少了外界的干扰；低压成套设备和交直流充电桩EUT连接部分共用铜排设计，即提高了大电流测试的安全性，又降低了测试系统的成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电磁兼容测试系统总体框图；
图2是本发明实施例提供的电磁干扰机理图；
图3是本发明实施例提供的低压成套设备测试连接图；
图4是本发明实施例提供的充电桩电磁兼容测试布局图；
图5是本发明实施例提供的低压成套设备电磁兼容测试布局图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明提供一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，包括分别与电压源连接的小电流测试回路和大电流测试回路；所述小电流测试回路包括滤波器、电能表鉴定台以及被测电能表，用于实现三表位电能表的电磁兼容测试；所述大电流测试回路包括分别与滤波器连接的第一回路和第二回路，所述第一回路包括交直流充电桩、光电隔离电源、模拟负载，所述第二回路包括调压器、多磁路变压器以及低压成套设备，所述第一回路用于实现交直流充电桩的电磁兼容测试，所述第二回路用于实现低压成套设备的电磁兼容测试。本发明的电磁兼容测试系统在应用时，采用光电隔离技术和大电流滤波技术，实现了电能表、采集终端、低压成套设备、交直流充电桩等电力设备的电磁兼容测试，解决了不同电力设备电磁兼容集中测试的难题，同时极大地降低了整个测试系统的成本。如图2所示，本发明的电磁兼容测试系统通过两种方式实现对受试设备(Equipment Under Test，简称EUT)进行电磁干扰，一种直接加入到EUT，另一种方式通过耦合器等方式间接加入到EUT，按照相应测试标准实现其电磁兼容测试。
本发明实施例中低压成套设备测试连接图如图3所示，由电源、调压器、多磁路变压器以及低压成套设备构成，满足正常工作测试要求。其中，电源经过调压器，带载情况下无级、平滑调节输出电压(最大调节分辨率不大于1.2V；额定负载情况下，波形畸变率小于2％；输入电压400V,输出电压0-440V)。多磁路变压器满足基准容量为100kVA，全部磁路投入时Uk不大于2.5％；一次额定工作电压400V，最高工作电压420V；二次基准电压下空载电压波形的失真度不大于3％，二次侧最大短路电流波形的失真度不大于3％；运行条件：二次侧试验电压、额定电流下运行，变压器连续运行8h；输出电流：5000A；副边单相输出绕组为4磁路，所有磁路投入的电压总和为20V，其中每个磁路的电压分别为2.5V、2.5V、5V、10V。
本发明的整套电磁兼容测试系统按开始按钮，启动测试试验；在监控画面显示各相电流趋势图，通过手自动按钮，确定系统稳流方式为自动还是手动稳流；试验结束时，记录运行时间、输出电流等，生成试验报表。为了实现恶劣情况下电磁兼容测试，低压成套设备的输出端需要短接。
本发明实施例中的充电桩电磁兼容测试布局图如图4所示。输入电源经过大电流滤波器后，通过短路开关与铜排直接相连，铜排铺设到暗室静区转台中心下方，然后通过软线与充电桩相连，以防止转动过程中连接线缠绕，充电桩输出端通过光电隔离单元与模拟负载连接。电源端为500A大电流滤波器，由2个250A电流滤波器并联而成，采用原装进口的高性能电源滤波器，滤波器在14kHz～40GHz频率范围内最小插入损耗100dB，插入损耗测试符合CISPR 17和MIL-STD 220A标准要求。不同于常规电力设备的电磁兼容测试，负载模拟器一般会配置于暗室外面，会带来外界的干扰，同时电子式负载会有通信信号，可能会有馈线电流，所以为了防止其自身带来的干扰影响测量的准确性，需要配置交直流光电隔离单元。负载端直流隔离单元，最大工作电压1000V，最大工作电流300A，充电隔离单元输入、输出连接定义隔离单元输入和输出线符合GB/T 20234.3标准要求，达到能量供应、安全检测，协议握手的连通要求，隔离单元插入耗损，依据MIL-STD-220A:100dB(频率范围：14kHz-18GHz)。负载端交流隔离单元，最大工作电压250/440V，最大工作电流：16/32A/63A，充电隔离单元输入、输出连接定义隔离单元输入和输出线必须符合GB/T 20234.2标准要求，达到能量供应、安全检测，协议握手的连通要求。输出、输出线和连接器暗室外连接电缆，符合GB/T 20234.3标准的双层屏蔽电缆，并连接到充电桩上。铜排常规出线为三相星形接法，3相3线，每相采用3根120*10mm2铜排出线，铜排露出部分应镀锡，单组铜排间距为10mm。
本发明实施例中低压成套设备电磁兼容测试布局图如图5所示。图5与图4不相同的地方在于，EUT低压成套设备在暗室内部，暗室外部无需滤波器。电源经过调压器与多磁路变压器后，通过铜排直接与EUT相连。
本发明的电磁兼容测试系统在应用时，采用光电隔离技术和大电流滤波技术，实现了电能表、采集终端、低压成套设备、交直流充电桩等电力设备的电磁兼容测试，解决了不同电力设备电磁兼容集中测试的难题，同时极大地降低了整个测试系统的成本。充电桩电磁兼容测试采用专用的大电流滤波器，保证了测试环境的严谨，减少了外界的干扰。低压成套设备和交直流充电桩EUT连接部分共用铜排设计，既提高了大电流测试的安全性，又降低了测试系统的成本。
附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，其特征在于，包括分别与电压源连接的小电流测试回路和大电流测试回路；所述小电流测试回路包括滤波器、电能表鉴定台以及被测电能表，用于实现三表位电能表的电磁兼容测试；所述大电流测试回路包括分别与滤波器连接的第一回路和第二回路，所述第一回路包括交直流充电桩、光电隔离电源、模拟负载，所述第二回路包括调压器、多磁路变压器以及低压成套设备，所述第一回路用于实现交直流充电桩的电磁兼容测试，所述第二回路用于实现低压成套设备的电磁兼容测试。
2.根据权利要求1所述的一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，其特征在于，所述大电流测试回路的第一回路构成受试设备为充电桩的电磁兼容测试系统，其电压源为500A大电流滤波器，由2个250A电流滤波器并联而成；模拟负载为1000V、300A直流隔离单元和440V、63A交流滤波器。
3.根据权利要求1所述的一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，其特征在于，所述大电流测试回路的第二回路构成受试设备为低压成套设备的电磁兼容测试系统，其调压器输出电压为0-440V；多磁路变压器输出电流为5000A，副边单相输出绕组为4磁路，所有磁路投入的电压总和为20V，其中每个磁路的电压分别为2.5V、2.5V、5V、10V。
4.根据权利要求1所述的一种适用于电力设备的电磁兼容测试系统，其特征在于，所述大电流测试回路的第二回路中调压器和多磁路变压器通过短路开关连接，实现第一回路和第二回路中受试设备连接线共用铜排，采用3相3线，每相采用3根规格为120*10mm2的铜排出线，单组铜排间距为10mm。
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