CN205120865U - 低压电器谐波抗干扰综合试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低压电器谐波抗干扰综合试验装置。它包括冲击变压器、晶闸管谐波发生电路、多磁路变压调节装置和谐波发生/有源滤波组合模块，晶闸管谐波发生电路、谐波发生/有源滤波组合模块和一号测试位并联连接在冲击变压器的输出端，多磁路变压调节装置连接在晶闸管谐波发生电路的输出端，一号测试位连接在多磁路变压调节装置的输出端，断路器安装在一号测试位上，带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置安装在二号测试位上。采用上述的结构后，实现了无功功率补偿装置的抑制谐波或滤波功能验证和低压断路器谐波电流抗扰度试验，满足了标准试验的要求，其构造新颖，结构简单，实施容易，可靠性好，谐波污染少，易于模块化扩展。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于低压电器中谐波抗干扰性能测试的综合性试验装置，具体地说是一种低压电器谐波抗干扰综合试验装置。
背景技术
随着低压电网中大量非线性谐波负载的使用，低压电网中的谐波污染愈加严重，威胁到低压电器的安全稳定运行，国家标准要求有抑制谐波或滤波功能的低压成套无功功率补偿装置需进行相关的功能验证，要求带有电子过电流保护的低压断路器需通过谐波电流抗扰度试验。GB/T15576-2008对抑制谐波或滤波功能验证试验的要求如下：
试验在有谐波源的条件下进行，谐波源为有谐波产生的用电系统，也可以是有谐波产生的谐波发生设备。谐波源-及其参数可与制造商协商确定，分别检测并记录抑制谐波或滤波功能单元投入运行之前及抑制谐波功能单元或滤波功能单元投入运行之后的谐波电压值或/和谐波电流值。抑制谐波功能单元或滤波功能单元投入运行之后的谐波电压值或/和谐波电流值应符合GB/T14549-1993中公用电网谐波电压（相电压）限值的规定及公用电网谐波电流允许值的规定。
有抑制谐波功能的装置，应根据装置提供的抑制谐波技术参数，通以适量谐波以验证装置的抑制谐波功能单元工作正常，装置投入后系统的谐波电流含量不应增加，有滤波功能的装置，应根据装置提供滤谐波技术参数，通以适量谐波以验证装置的滤波单元通电正常工作，装置投入后系统的电流谐波含量至少应减少到规定值的50%。
试验电流波形应由下列两种方案之一组成：
——方案a）：依次采用二种波形：
由基波和3次谐波构成的波形；
由基波和5次谐波构成的波形；
3次谐波和峰值系数试验：
72%基波分量≤3次谐波≤88%基波分量；
峰值系数：2.0±0.2；
5次谐波和峰值系数试验：
45%基波分量≤5次谐波≤55%基波分量；
峰值系数：1.9±0.2；
——方案b）：由基波和3次、5次和7次谐波分量组成的波形。
对每个周期，试验电流由二个相等而极性相反的半波构成，规定如下：
电流导通时间，对每半波为≤21%周期；
峰值系数：≥2.1；
3次谐波>60%基波分量；
5次谐波>14%基波分量；
7次谐波>7%基波分量。
验证误脱扣抗扰度试验（0.9倍电流整定值）的持续时间应为相应于二倍电流整定值的脱扣时间的10倍。
现有技术中各低压电器生产企业和检测实验室没有同时满足上述两种试验要求的带有谐波自滤除功能的综合试验装置，检测不方便，设备成本也非常高。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性好、谐波污染少且能够同时满足两种试验要求的低压电器谐波抗干扰综合试验装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的低压电器谐波抗干扰综合试验装置，包括冲击变压器、晶闸管谐波发生电路、多磁路变压调节装置、谐波发生/有源滤波组合模块以及用于测试断路器的一号测试位和用于测试带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置的二号测试位，晶闸管谐波发生电路、谐波发生/有源滤波组合模块和二号测试位并联连接在的冲击变压器的输出端，多磁路变压调节装置连接在晶闸管谐波发生电路的输出端，一号测试位连接在多磁路变压调节装置的输出端，断路器安装在一号测试位上，晶闸管谐波发生电路上具有能够向晶闸管谐波发生电路输入第一谐波要求指令的第一控制指令输入端，所述一号测试位的输出端具有能够检测一号测试位输出端谐波信号的第一谐波检测部分，第一谐波检测部分能够向晶闸管谐波发生电路输入所检测的信号，带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置安装在二号测试位上，谐波发生/有源滤波组合模块上具有能够向谐波发生/有源滤波组合模块输入第二谐波要求指令的第二控制指令输入端，二号测试位的输入端具有能够检测二号测试位输入端谐波信号的第二谐波检测部分，第二谐波检测部分能够向谐波发生/有源滤波组合模块输入所检测的信号。
所述晶闸管谐波发生电路包括三相反并联晶闸管以及与三相反并联晶闸管连接的谐波控制和驱动电路，所述三相反并联晶闸管连接在冲击变压器的输出端，所述谐波控制和驱动电路能够根据第一谐波要求指令和一号测试位输出端谐波信号驱动三相反并联晶闸管。
所述谐波发生/有源滤波组合模块包括第一谐波发生/有源滤波模块、第二谐波发生/有源滤波模块以及与第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块连接的人机界面与控制系统，所述人机界面与控制系统能够根据第二谐波要求指令和二号测试位输入端谐波信号控制第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块。
所述第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块的结构相同，第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块分别包括有连接在冲击变压器输入端的谐波发生/有源滤波主电路以及连接在冲击变压器输入端上且位于谐波发生/有源滤波主电路前端的系统电压检测和输出谐波电流检测单元，所述谐波发生/有源滤波主电路包括绝缘栅双极型晶体管电路、驱动电路和直流母线电压检测电路，所述驱动电路和直流母线电压检测电路连接有接口与控制电路，所述接口与控制电路与人机界面与控制系统连接。
采用上述的结构后，冲击变压器输出试验电压，连接在冲击变压器输出端的晶闸管谐波发生电路产生谐波电流，经多磁路变压调节装置进行谐波电流放大，产生满足GB14048.2-2008标准要求的谐波抗扰度试验电流作用于安装在一号测试位的断路器上；谐波发生/有源滤波组合模块具有谐波发生和有源滤波两种工作状态，当谐波发生/有源滤波组合模块工作在谐波发生状态时，可产生2~50次中的任意谐波作用于安装在二号测试位的带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置上，满足GB/T15576-2008对抑制谐波或滤波功能验证试验的要求，由此，同时实现了低压成套无功功率补偿装置的抑制谐波或滤波功能验证和低压断路器谐波电流抗扰度试验，同时满足了两个标准对试验的要求，并且当单独进行断路器的谐波抗扰度试验时，谐波发生/有源滤波组合模块工作在有源滤波状态，可以滤除晶闸管谐波发生电路工作时输入冲击变压器输出端的谐波，减小了试验对冲击变压器的危害，其构造新颖，结构简单，实施容易，可靠性好，谐波污染少，易于模块化扩展，具有良好的实用性和较大的市场潜力。
附图说明
图1为本实用新型低压电器谐波抗干扰综合试验装置的原理框图；
图2为本实用新型中晶闸管谐波发生模块的电路原理图；
图3为本实用新型中多磁路变压调节装置的简图；
图4为本实用新型中谐波发生/有源滤波组合模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型的低压电器谐波抗干扰综合试验装置作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型低压电器谐波抗干扰综合试验装置，包括冲击变压器、晶闸管谐波发生电路、多磁路变压调节装置、谐波发生/有源滤波组合模块以及用于测试断路器的一号测试位和用于测试带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置的二号测试位；所说的冲击变压器用于提供合适的试验电压，所说的晶闸管谐波发生电路、谐波发生/有源滤波组合模块和第二测试位分别经断路器QF1、QF2和QF3后并联连接于的冲击变压器的输出端，多磁路变压调节装置连接在晶闸管谐波发生电路的输出端，一号测试位连接在多磁路变压调节装置的输出端，断路器安装在一号测试位上，晶闸管谐波发生电路上具有能够向晶闸管谐波发生电路输入第一谐波要求指令的第一控制指令输入端，所述一号测试位的输出端具有能够检测一号测试位输出端谐波信号的第一谐波检测部分，第一谐波检测部分能够向晶闸管谐波发生电路输入所检测的信号，带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置安装在二号测试位上，谐波发生/有源滤波组合模块上具有能够向谐波发生/有源滤波组合模块输入第二谐波要求指令的第二控制指令输入端，二号测试位的输入端具有能够检测二号测试位输入端谐波信号的第二谐波检测部分，第二谐波检测部分能够向谐波发生/有源滤波组合模块输入所检测的信号。
进一步地，如图2所示，所说的晶闸管谐波发生电路包括三相反并联晶闸管以及与三相反并联晶闸管连接的谐波控制和驱动电路，所说的三相反并联晶闸管经熔断器FU1和断路器QF1连接在冲击变压器输出端，谐波控制和驱动电路能够根据第一谐波要求指令和一号测试位输出端谐波信号驱动三相反并联晶闸管，所说的第一谐波要求指令是对一号测试位的谐波要求，也就是GB14048.2-2008对谐波抗扰度试验电流的要求，所说的能够检测一号测试位输出端谐波信号的第一谐波检测部分的谐波检测信号来自于一号测试位的输出端，也就是对谐波抗扰度试验电流的检测，如图3所示，所说的多磁路变压调节装置由多磁路变压器和多磁路变压器调节控制柜组成，多磁路变压器调节控制柜连接于多磁路变压器，用于调节和控制多磁路变压器的接通、断开和磁路选择。
再进一步地，如图4所示，所说的谐波发生/有源滤波组合模块包括第一谐波发生/有源滤波模块、第二谐波发生/有源滤波模块以及与第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块连接的人机界面与控制系统，人机界面与控制系统能够根据第二谐波要求指令和二号测试位输入端谐波信号控制第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块，所说的第二谐波要求指令是对二号测试位的谐波要求，也就是GB/T15576-2008对于谐波抗干扰试验的要求，所说的能够检测二号测试位输入端谐波信号的第二谐波检测部分的谐波检测信号来自于二号测试位的输入端，也就是对干扰谐波的检测。
所说的第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块并联运行，第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块的结构相同，具体地说第一谐波发生/有源滤波模块包括有连接在冲击变压器输入端的谐波发生/有源滤波主电路以及连接在冲击变压器输入端上且位于谐波发生/有源滤波主电路前端的系统电压检测和输出谐波电流检测单元，谐波发生/有源滤波主电路包括VT1~VT12绝缘栅双极型晶体管电路、驱动电路和直流母线电压检测电路，驱动电路和直流母线电压检测电路连接有接口与控制电路，第一谐波发生/有源滤波模块的接口与控制电路与人机界面与控制系统连接；第二谐波发生/有源滤波模块也包括有连接在冲击变压器输入端的谐波发生/有源滤波主电路以及连接在冲击变压器输入端上且位于谐波发生/有源滤波主电路前端的系统电压检测和输出谐波电流检测单元，谐波发生/有源滤波主电路包括VT1~VT12绝缘栅双极型晶体管电路、驱动电路和直流母线电压检测电路，驱动电路和直流母线电压检测电路连接有接口与控制电路，第二谐波发生/有源滤波模块的接口与控制电路与人机界面与控制系统连接。
由图4可见，系统电压检测和输出谐波电流检测单元都连接在进线端，系统电压检测和输出谐波电流检测单元的输出端连接接口与控制电路所说的驱动电路和接口与控制电路相连，驱动VT1~VT12绝缘栅双极型晶体管电路，直流母线电压检测电路连接在VT1~VT12绝缘栅双极型晶体管电路的后一级，输出到接口与控制电路，接口与控制电路和人机界面与控制系统相连。
Claims (4)
1.一种低压电器谐波抗干扰综合试验装置，其特征在于：包括冲击变压器、晶闸管谐波发生电路、多磁路变压调节装置、谐波发生/有源滤波组合模块以及用于测试断路器的一号测试位和用于测试带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置的二号测试位，所述晶闸管谐波发生电路、谐波发生/有源滤波组合模块和二号测试位并联连接在的冲击变压器的输出端，所述多磁路变压调节装置连接在晶闸管谐波发生电路的输出端，一号测试位连接在多磁路变压调节装置的输出端，所述断路器安装在一号测试位上，所述晶闸管谐波发生电路上具有能够向晶闸管谐波发生电路输入第一谐波要求指令的第一控制指令输入端，所述一号测试位的输出端具有能够检测一号测试位输出端谐波信号的第一谐波检测部分，所述第一谐波检测部分能够向晶闸管谐波发生电路输入所检测的信号，所述带抑制谐波或滤波功能的低压无功补偿装置安装在二号测试位上，所述谐波发生/有源滤波组合模块上具有能够向谐波发生/有源滤波组合模块输入第二谐波要求指令的第二控制指令输入端，所述二号测试位的输入端具有能够检测二号测试位输入端谐波信号的第二谐波检测部分，所述第二谐波检测部分能够向谐波发生/有源滤波组合模块输入所检测的信号。
2.按照权利要求1所述的低压电器谐波抗干扰综合试验装置，其特征在于：所述晶闸管谐波发生电路包括三相反并联晶闸管以及与三相反并联晶闸管连接的谐波控制和驱动电路，所述三相反并联晶闸管连接在冲击变压器的输出端，所述谐波控制和驱动电路能够根据第一谐波要求指令和一号测试位输出端谐波信号驱动三相反并联晶闸管。
3.按照权利要求1所述的低压电器谐波抗干扰综合试验装置，其特征在于：所述谐波发生/有源滤波组合模块包括第一谐波发生/有源滤波模块、第二谐波发生/有源滤波模块以及与第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块连接的人机界面与控制系统，所述人机界面与控制系统能够根据第二谐波要求指令和二号测试位输入端谐波信号控制第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块。
4.按照权利要求3所述的低压电器谐波抗干扰综合试验装置，其特征在于：所述第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块的结构相同，第一谐波发生/有源滤波模块和第二谐波发生/有源滤波模块分别包括有连接在冲击变压器输入端的谐波发生/有源滤波主电路以及连接在冲击变压器输入端上且位于谐波发生/有源滤波主电路前端的系统电压检测和输出谐波电流检测单元，所述谐波发生/有源滤波主电路包括绝缘栅双极型晶体管电路、驱动电路和直流母线电压检测电路，所述驱动电路和直流母线电压检测电路连接有接口与控制电路，所述接口与控制电路与人机界面与控制系统连接。
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