CN215180543U - 一种高压输电网滤波装置测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高压输电网滤波装置测试系统，包括：高压母线、中压母线、低压母线、三绕组变压器、高压侧测试系统、中压侧测试系统和低压侧测试系统；所述高压母线接入所述三绕组变压器高压侧，所述中压母线接入所述三绕组变压器中压侧，所述低压母线接入所述三绕组变压器低压侧；所述高压侧测试系统接入所述高压母线，所述中压侧测试系统接入所述中压母线，所述低压侧测试系统接入所述低压母线。本实用新型提供的高压输电网滤波装置测试系统，系统拓扑简单，可以有效测试不同滤波装置配置方案对输电网谐波的抑制效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网测试技术领域，尤其涉及一种高压输电网滤波装置测试系统。
背景技术
电网中的谐波电流造成设备损耗增加，电容元件过电流，加速设备老化等问题，严重危害电气设备的运行。配电网的谐波问题受到高度重视，针对110kV及以下电网，我国制订了《电能质量:公用电网谐波》(GB/T 14549-93)等国家标准，对电网中谐波最大限值做了明确的规定。但对于220kV及以上电压的输电网谐波治理问题并未引起足够重视，至今没有标准对电网谐波含量做出明确规定。但近年来，随着大量高压电力电子设备接入输电网，500kV及以上电网的谐波问题开始受到关注。常规直流运行时交流侧产生大量谐波并消耗无功，因此常规直流需要装设大量高压滤波器，补偿无功功率的同时滤除谐波。柔性直流不需要补偿无功，通常也不装设滤波器。近年来曾发生500kV输电网中的5次谐波注入柔性直流换流器超过设定的限值，触发谐波保护动作，造成换流器停运。为减少交流输电网谐波对柔性直流换流器等高压设备的危害，有必要采取措施抑制220kV及以上高压输电网的谐波。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高压输电网滤波装置测试系统，能够有效模拟并测试不同滤波装置接入不同母线，对输电网谐波的抑制效果。
本实用新型实施例提供一种高压输电网滤波装置测试系统，包括：高压母线、中压母线、低压母线、三绕组变压器、高压侧测试系统、中压侧测试系统和低压侧测试系统；
所述高压母线接入所述三绕组变压器高压侧，所述中压母线接入所述三绕组变压器中压侧，所述低压母线接入所述三绕组变压器低压侧。
所述高压侧测试系统接入所述高压母线，所述中压侧测试系统接入所述中压母线，所述低压侧测试系统接入所述低压母线。
优选地，所述高压侧测试系统包括高压侧谐波源、高压侧有源滤波器、高压侧负荷和等值交流系统；所述高压侧谐波源接入所述高压母线，所述高压侧有源滤波器接入所述高压母线，所述高压侧负荷接入所述高压母线，所述等值交流系统接入所述高压侧负荷。
优选地，所述高压侧测试系统包括高压侧谐波源、高压侧无源滤波器组、高压侧负荷和等值交流系统；所述高压侧谐波源接入所述高压母线，所述高压侧无源滤波器组接入所述高压母线，所述高压侧负荷接入所述高压母线，所述等值交流系统接入所述高压侧负荷。
优选地，所述高压侧测试系统包括高压侧谐波源、高压侧有源滤波器、高压侧无源滤波器组、高压侧负荷和等值交流系统；所述高压侧谐波源接入所述高压母线，所述高压侧有源滤波器接入所述高压母线，所述高压侧无源滤波器组接入所述高压母线，所述高压侧负荷接入所述高压母线，所述等值交流系统接入所述高压侧负荷。
优选地，所述中压侧测试系统包括中压侧谐波源和中压侧有源滤波器；所述中压侧谐波源接入所述中压母线，所述中压侧有源滤波器接入所述中压母线。
优选地，所述中压侧测试系统包括中压侧谐波源和中压侧无源滤波器组；所述中压侧谐波源接入所述中压母线，所述中压侧无源滤波器组接入所述中压母线。
优选地，所述中压侧测试系统包括中压侧谐波源、中压侧有源滤波器和中压侧无源滤波器组；所述中压侧谐波源接入所述中压母线，所述中压侧有源滤波器接入所述中压母线，所述中压侧无源滤波器组接入所述中压母线。
优选地，所述低压侧测试系统包括低压侧无功补偿装置和低压侧有源滤波器；所述低压侧无功补偿装置接入所述低压母线，所述低压侧有源滤波器接入所述低压母线。
优选地，所述低压侧测试系统包括低压侧无功补偿装置和低压侧无源滤波器组，所述低压侧无功补偿装置接入所述低压母线，所述低压侧无源滤波器组接入所述低压母线。
优选地，所述低压侧测试系统包括低压侧无功补偿装置、低压侧有源滤波器和低压侧无源滤波器组；所述低压侧无功补偿装置接入所述低压母线，所述低压侧有源滤波器接入所述低压母线，所述低压侧无源滤波器组接入所述低压母线。
本实用新型实施例提供的交流变电站滤波装置测试系统，包括：高压母线、中压母线、低压母线、三绕组变压器、高压侧测试系统、中压侧测试系统和低压侧测试系统；所述高压母线接入所述三绕组变压器高压侧，所述中压母线接入所述三绕组变压器中压侧，所述低压母线接入所述三绕组变压器低压侧；所述高压侧测试系统接入所述高压母线，所述中压侧测试系统接入所述中压母线，所述低压侧测试系统接入所述低压母线。本实用新型提供的高压输电网滤波装置测试系统，系统拓扑简单，可以有效测试不同滤波装置配置方案对输电网谐波的抑制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种高压输电网滤波装置测试系统示意图。
图2是本实用新型一实施例提供的高压侧测试系统的结构示意图；
图3是本实用新型另一实施例提供的高压侧测试系统的结构示意图；
图4是本实用新型又一实施例提供的高压侧测试系统的结构示意图；
图5是本实用新型一实施例提供的中压侧测试系统的结构示意图；
图6是本实用新型另一实施例提供的中压侧测试系统的结构示意图；
图7是本实用新型又一实施例提供的中压侧测试系统的结构示意图；
图8是本实用新型一实施例提供的低压侧测试系统的结构示意图；
图9是本实用新型另一实施例提供的低压侧测试系统的结构示意图；
图10是本实用新型又一实施例提供的低压侧测试系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了一种交流电网滤波装置测试系统，具体的，请参见图1，包括三绕组变压器100、高压侧测试系统2、高压母线200、中压侧测试系统3、中压母线300、低压侧测试系统4和低压母线400；所述高压母线200接入所述三绕组变压器100高压侧，所述中压母线300接入所述三绕组变压器100中压侧，所述低压母线400接入所述三绕组变压器低压侧；所述高压侧测试系统2接入所述高压母线200，所述中压侧测试系统3接入所述中压母线300，所述低压侧测试系统4接入所述低压母线400。
本实用新型提供的高压输电网滤波装置测试系统，系统拓扑简单，可以有效测试不同滤波装置配置方案对输电网谐波的抑制效果。
请参阅图2，作为本实用新型实施例的一种举例，所述高压侧测试系统2包括高压侧谐波源201、高压侧有源滤波器202、高压侧负荷204和等值交流系统205；所述高压侧谐波源201接入所述高压母线200，所述高压侧有源滤波器202接入所述高压母线200，所述高压侧负荷204接入所述高压母线200，所述等值交流系统205接入所述高压侧负荷204。
请参见图3，作为本实用新型实施例的一种举例，所述高压侧测试系统2包括高压侧谐波源201、高压侧无源滤波器组203、高压侧负荷204和等值交流系统205；
所述高压侧谐波源201接入所述高压母线200，所述高压侧无源滤波器组203接入所述高压母线200，所述高压侧负荷204接入所述高压母线200，所述等值交流系统205接入所述高压侧负荷204。
请参阅图4，作为本实用新型实施例的一种举例，所述高压侧测试系统2包括高压侧谐波源201、高压侧有源滤波器202、高压侧无源滤波器组203、高压侧负荷204、等值交流系统205；所述高压侧谐波源201接入所述高压母线200，所述高压侧有源滤波器202接入所述高压母线200，所述高压侧无源滤波器组203接入所述高压母线200，所述高压侧负荷204接入所述高压母线200，所述等值交流系统205接入所述高压侧负荷204。
在上述实施例中，所述高压侧谐波源201采用可输出任意幅值、频率和相角的理想电流源，用于模拟高压输电网流入高压母线200谐波电流。所述高压侧有源滤波器202为可调制输出不同幅值、频率和相角的有源滤波器。采用低电压等级有源滤波器经过专有升压变压器升压后连接至高压母线，仍属于高压侧有源滤波器。所述高压侧无源滤波器组203可以采用RLC参数固定的一组或多组无源滤波器。所述高压侧负荷204为需要避免谐波伤害，受保护的设备。所述等值交流系统205为高压侧负荷204连接的交流系统。
请参阅图5，作为本实用新型实施例的一种举例，所述中压侧测试系统3包括中压侧谐波源301和中压侧有源滤波器302；所述中压侧谐波源301接入所述中压母线300，所述中压侧有源滤波器302接入所述中压母线300。
请参阅图6，作为本实用新型实施例的一种举例，所述中压侧测试系统3包括中压侧谐波源301和中压侧无源滤波器组303，所述中压侧谐波源301接入所述中压母线300、所述中压侧无源滤波器组303接入所述中压母线300。
请参阅图7，作为本实用新型实施例的一种举例，所述中压侧测试系统3包括中压侧谐波源301、中压侧有源滤波器302和中压侧无源滤波器组303；所述中压侧谐波源301接入所述中压母线300，所述中压侧有源滤波器302接入所述中压母线300，所述中压侧无源滤波器组303接入所述中压母线300。
在本实用新型实施例中，所述中压侧谐波源301采用可输出任意幅值、频率和相角的理想电流源，用于模拟通过中压侧电网流入中压母线300的谐波电流；所述中压侧有源滤波器302为可以调制输出不同幅值、频率和相角的有源滤波器，选用和中压母线300相同电压等级的有源滤波器直接接入中压母线；所述中压侧无源滤波器组303采用RLC参数固定的一组或多组无源滤波器。
请参阅图8，作为本实用新型实施例的一种举例，所述低压侧测试系统3包括低压侧无功补偿装置401和低压侧有源滤波器402。所述低压侧无功补偿装置401接入所述低压母线400、所述低压侧有源滤波器402接入所述低压母线400。
请参阅图9，作为本实用新型实施例的一种举例，所述低压侧测试系统3包括低压侧无功补偿装置401和低压侧无源滤波器组403；所述低压侧无功补偿装置401接入所述低压母线400，所述低压侧无源滤波器组403接入所述低压母线400。
请参阅图10，作为本实用新型实施例的一种举例，所述低压侧测试系统3包括低压侧无功补偿装置401、低压侧有源滤波器402和低压侧无源滤波器组403；所述低压侧无功补偿装置401接入所述低压母线400，所述低压侧有源滤波器402接入所述低压母线400，所述低压侧无源滤波器组403接入所述低压母线400。
在上述实施例中，所述低压侧谐波源401采用可以输出任意幅值、频率和相角的理想电流源，用于模拟通过低压侧电网流入低压母线400的谐波电流。所述低压侧无功补偿装置401为常规并联电容、并联电抗等无功补偿装置。所述低压侧有源滤波器402为可以调制输出不同幅值、频率和相角的有源滤波器，选用和低压母线400相同电压等级的有源滤波器直接接入低压母线。低压侧无源滤波器组403采用RLC参数固定的一组或多组无源滤波器。
由上述可知，通过本测试系统，可对交流变电站的滤波装置配置方案进行研究。根据装设位置的差异，本测试系统的滤波装置的典型配置方案可分为以下几类：
方案1，高压侧装设滤波装置方案：在高压母线200装设高压侧有源滤波器202或者高压侧无源滤波器组203，高压侧装设滤波装置的优点在于，对高压输电网谐波抑制的效果明显，但滤波装置造价高，实施难度大。
方案2，中压侧装设滤波装置方案：在中压母线300装设中压侧有源滤波器302或者中压侧无源滤波器组303，中压侧装设滤波装置的优点在于，减少中压侧电网注入高压侧的谐波，且滤波装置造价，实施难度适中，但有源滤波器的控制难度大。
方案3，低压侧装设滤波装置方案：在低压母线400装设有低压侧源滤波器402或者低压侧无源滤波器组403，低压侧装设滤波器装置的优点在于造价低、实施难度小，缺点在于容量小，滤波效果不佳。
方案4，综合配置方案：综合方案(1)～(3)的优缺点，在不同的装设位置综合配置滤波装置。
根据选用的滤波装置类别的差异，本测试系统的滤波装置的典型配置方案可分为两类：
方案A，无源滤波器组方案：参数固定的无源滤波器造价相对较低，且占地面积小，工程可实施性高。对于安装在中压母线300上的中压侧无源滤波器303和安装在低压母线400上的低压侧无源滤波器403而言，经过和三绕组变压器100串联后，滤波器的总阻抗参数变得复杂，滤波器参数设计变得困难。
方案B，有源滤波器方案：有源滤波器可根据需要，调制输出不同幅值和相角的谐波，通过相量叠加，减少线路或母线上的谐波。有源滤波器运行灵活，对外部参数变化适应性强，通过控制策略设计，可使中压侧有源滤波器302和低压侧有源滤波器402，对高压母线200的谐波取得良好的抑制效果。但有源滤波器技术复杂，造价较高。
针对不同滤波器配置方案，对滤波装置的滤波效果进行比较验证。例如，高压侧谐波源201和中压侧谐波源301分别向高压母线200和中压母线300注入谐波电流，对比不同滤波装置配置方案下，高压侧负荷204的谐波电压的变化情况。在对变电站滤波装置配置方案研究中，应从滤波效果、工程造价、工程可实施性等维度，对不同滤波器配置方案进行技术经济比较，确定最佳方案。
本实用新型实施例提供的一种高压输电网滤波装置测试系统，与现有技术相比，具有如下有益效果：
通过在高压母线、或中压母线、或低压母线接入无源滤波器组或有源滤波器，形成不同滤波装置配置方案，能够在简化测试系统结构的基础上，充分考虑不同装设位置和不同滤波装置类型，发挥不同配置方案的优势，抑制高压输电网的谐波电流，降低高压侧谐波电压，减少注入高压输电网的谐波电流。滤波装置，可根据本测试系统模拟的结果，进行合理的参数设计或控制策略设计，达到最佳的滤波效果。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，包括：高压母线、中压母线、低压母线、三绕组变压器、高压侧测试系统、中压侧测试系统和低压侧测试系统；
所述高压母线接入所述三绕组变压器高压侧，所述中压母线接入所述三绕组变压器中压侧，所述低压母线接入所述三绕组变压器低压侧；
所述高压侧测试系统接入所述高压母线，所述中压侧测试系统接入所述中压母线，所述低压侧测试系统接入所述低压母线。
2.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述高压侧测试系统包括高压侧谐波源、高压侧有源滤波器、高压侧负荷和等值交流系统；所述高压侧谐波源接入所述高压母线，所述高压侧有源滤波器接入所述高压母线，所述高压侧负荷接入所述高压母线，所述等值交流系统接入所述高压侧负荷。
3.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述高压侧测试系统包括高压侧谐波源、高压侧无源滤波器组、高压侧负荷和等值交流系统；所述高压侧谐波源接入所述高压母线，所述高压侧无源滤波器组接入所述高压母线，所述高压侧负荷接入所述高压母线，所述等值交流系统接入所述高压侧负荷。
4.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述高压侧测试系统包括高压侧谐波源、高压侧有源滤波器、高压侧无源滤波器组、高压侧负荷和等值交流系统；所述高压侧谐波源接入所述高压母线，所述高压侧有源滤波器接入所述高压母线，所述高压侧无源滤波器组接入所述高压母线，所述高压侧负荷接入所述高压母线，所述等值交流系统接入所述高压侧负荷。
5.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述中压侧测试系统包括中压侧谐波源和中压侧有源滤波器；所述中压侧谐波源接入所述中压母线，所述中压侧有源滤波器接入所述中压母线。
6.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述中压侧测试系统包括中压侧谐波源和中压侧无源滤波器组；所述中压侧谐波源接入所述中压母线，所述中压侧无源滤波器组接入所述中压母线。
7.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述中压侧测试系统包括中压侧谐波源、中压侧有源滤波器和中压侧无源滤波器组；所述中压侧谐波源接入所述中压母线，所述中压侧有源滤波器接入所述中压母线，所述中压侧无源滤波器组接入所述中压母线。
8.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述低压侧测试系统包括低压侧无功补偿装置和低压侧有源滤波器；所述低压侧无功补偿装置接入所述低压母线，所述低压侧有源滤波器接入所述低压母线。
9.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述低压侧测试系统包括低压侧无功补偿装置和低压侧无源滤波器组，所述低压侧无功补偿装置接入所述低压母线，所述低压侧无源滤波器组接入所述低压母线。
10.如权利要求1所述的高压输电网滤波装置测试系统，其特征在于，所述低压侧测试系统包括低压侧无功补偿装置、低压侧有源滤波器和低压侧无源滤波器组；所述低压侧无功补偿装置接入所述低压母线，所述低压侧有源滤波器接入所述低压母线，所述低压侧无源滤波器组接入所述低压母线。
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Granted publication date: 20211214 |
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