CN220626535U - 一种无功补偿装置测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于无功补偿测试技术领域，具体而言涉及一种无功补偿装置测试仪，所述的无功补偿装置测试仪，包括：壳体、第一电压接口端、第一电流接口端、第一电压输出端、第一电流输出端、电压互感器、电流互感器、电压A/D采样回路、电流A/D采样回路、控制CPU、电压D/A转换回路和电流D/A转换回路；本实用新型提出的无功补偿装置测试仪的功能完全针对无功补偿测试规程需求而开发，减少了原来开展无功补偿测试时所需的录波仪等设备，提高测试效率，满足无功补偿装置生产厂家出厂测试和现场测试需求。
Description
技术领域
本实用新型属于无功补偿测试技术领域，具体而言涉及一种无功补偿装置测试仪。
背景技术
中国国家相关标准及国家电网公司、南方电网公司的规程中，均要求并网的风电场和光伏电站等新能源发电场站配备一定容量的动态无功调节装置，并对动态响应、调整的时间有明确的要求。为了保证电网安全，电网公司需要对并网风电场、光伏电站的无功补偿装置的最大输出容量、支路容量、电压特性、动态响应时间和补偿效果等方面进行有效真实的测试。目前也发布了若干标准作为新能源场站无功补偿测试的依据，包括：NB/T10316-2019风电场动态无功补偿装置并网性能测试规范、GB/T 34931-2017光伏发电站无功补偿装置检测技术规程、Q/GDW 11064-2013风电场无功补偿装置技术性能和测试规范等。
近年来，国内外均曾发生过多次因电压失控的新能源大面积脱网事故，为适应新能源场站无功电压控制的需求，国内多个检测研究机构率先开展了动态无功补偿装置的入网检测研究，以从机网协调运行的角度规范风电场动态无功补偿装置的选型、参数整定和试验。目前现有的试验方法比较单一，测试内容范围比较窄，且没有现场测试专用设备。目前中国国内风电场开展无功补偿测试采用的设备主要是通用录波仪等零散设备，由通用录波仪完成测试信号的录波，之后利用录波仪标配的数据处理软件进行数据处理。该测试方法有一定的局限性。
现有中国专利申请号为201721639599.9公开了一种无功补偿装置用移动式综合调试柜，包括柜体、设备箱、继电保护测试仪、电流表、电压表和万向轮，柜体、设备箱和继电保护测试仪、资料储物槽两大结构组成一个调试柜本体，柜体为多层结构，继电保护测试仪资料储物槽通过角钢卡片设置在柜体最上端，继电保护测试仪、资料储物槽之间设置有层间隔板，柜体下设有设备箱，设备箱内固定设有调试设备，分别为端子排，熔断器、断路器和调压器，调试设备通过端子排相连接；通过将柜子设为多层结构，测试仪设在最上端，方便测试的时候测试人员可以站立进行操作，通过设置的断路器的接口和熔断器的接口及端子排的接口设置到柜体的后面板上，整体布置更加合理。但是并没有提出一种无功补偿装置测试仪。
又如中国专利申请号为201410491783.8公开了一种无功补偿装置及其避雷器的验电方法，可以在不需停电、不需使用造价昂贵的专用避雷器测试仪的情况下，仅需要电压表与绝缘导线，自行绕制绝缘线圈并使用数字电压表测量对地电压，就可对避雷器带电与否进行准确判别，为后续可以进行的全电流及阻性电流测试打下基础。该发明原理简单易懂，操作简便易行，特别适合运维人员巡视过程中，对避雷器组进行快速的大量的验电测量，提高了供电及测量检验工作的安全可靠性，值得广泛推广应用。但是同样没有提出一种无功补偿装置测试仪。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出一种无功补偿装置测试仪；
所述无功补偿装置测试仪，包括：壳体、第一电压接口端、第一电流接口端、第一电压输出端、第一电流输出端、电压互感器、电流互感器、电压A/D采样回路、电流A/D采样回路、控制CPU、电压D/A转换回路和电流D/A转换回路；壳体上设置有第一电压接口端、第一电流接口端、第一电压输出端和第一电流输出端；第一电压接口端通过导线与电压互感器电性连接，电压互感器通过导线与电压A/D采样回路电性连接，电压A/D采样回路通过数据总线与控制CPU电性连接；第一电流接口端通过导线与电流互感器电性连接，电流互感器通过导线与电流A/D采样回路电性连接，电流A/D采样回路通过数据总线与控制CPU电性连接；控制CPU分别通过数据总线与电压D/A转换回路和电流D/A转换回路电性连接；电压D/A转换回路通过导线与设置在壳体上的第一电压输出端电线连接，电流D/A转换回路通过导线与设置在壳体上的第一电流输出端电线连接。
进一步的，所述控制CPU由DSP芯片和CPLD芯片电性连接构成，DSP芯片分别与电压A/D采样回路和电流A/D采样回路电性连接，CPLD芯片分别与电压D/A转换回路和电流D/A转换回路电性连接。
进一步的，所述电压互感器为TV1013-1M型电压互感器。
进一步的，所述电流互感器为OPA2277U型电流互感器。
进一步的，所述电压A/D采样回路和电流A/D采样回路均为ADS8568型模数转换器。
进一步的，所述DSP芯片为TMS320F28335PGFA型32位浮点DSP处理器。
进一步的，所述CPLD芯片为EPM570T144I5型芯片。
进一步的，所述电压A/D转换回路和电流A/D转换回路均为DAC8822型数模转换器。
进一步的，所述壳体为4U19英寸机箱。
现有技术相比，本实用新型具有益效果如下：
所述无功补偿装置测试仪，其功能完全针对无功补偿测试规程需求而开发，减少了原来开展无功补偿测试时所需的录波仪等设备，提高测试效率，满足无功补偿装置生产厂家出厂测试和现场测试需求。
附图说明
图1是所述无功补偿装置测试仪的结构连接框图；
图2是图1中控制CPU的结构连接框图；
图3是所述无功补偿装置测试仪串联在采集变电站母线PT、线路CT与无功补偿装置的二次电压、电流输入之间的连接示意图；
图4是图3中的所述无功补偿装置测试仪串联的原理图。
附图标记说明：
1-壳体、2-第一电压接口端、3-第一电流接口端、4-第一电压输出端、5-第一电流输出端、6-电压互感器、7-电流互感器、8-电压A/D采样回路、9-电流A/D采样回路、10-控制CPU、11-电压D/A转换回路、12-电流D/A转换回路。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。
如图1-2所示，所述无功补偿装置测试仪，包括：壳体1、第一电压接口端2、第一电流接口端3、第一电压输出端4、第一电流输出端5、电压互感器6、电流互感器7、电压A/D采样回路8、电流A/D采样回路9、控制CPU10、电压D/A转换回路11和电流D/A转换回路12；壳体1上设置有第一电压接口端2、第一电流接口端3、第一电压输出端4和第一电流输出端5；第一电压接口端2通过导线与电压互感器6电性连接，电压互感器6通过导线与电压A/D采样回路8电性连接，电压A/D采样回路8通过数据总线与控制CPU10电性连接；第一电流接口端3通过导线与电流互感器7电性连接，电流互感器7通过导线与电流A/D采样回路9电性连接，电流A/D采样回路9通过数据总线与控制CPU10电性连接；控制CPU10分别通过数据总线与电压D/A转换回路11和电流D/A转换回路12电性连接；电压D/A转换回路11通过导线与设置在壳体1上的第一电压输出端4电线连接，电流D/A转换回路12通过导线与设置在壳体1上的第一电流输出端5电线连接。
进一步的，如图2所示，所述控制CPU10由DSP芯片101和CPLD芯片102电性连接构成，DSP芯片101分别与电压A/D采样回路8和电流A/D采样回路9电性连接，CPLD芯片102分别与电压D/A转换回路11和电流D/A转换回路12电性连接。
进一步的，所述电压互感器为TV1013-1M型电压互感器。
进一步的，所述电流互感器为OPA2277U型电流互感器。
进一步的，所述电压A/D采样回路和电流A/D采样回路均为ADS8568型模数转换器。
进一步的，所述DSP芯片为TMS320F28335PGFA型32位浮点DSP处理器。
进一步的，所述CPLD芯片为EPM570T144I5型芯片。
进一步的，所述电压A/D转换回路和电流A/D转换回路均为DAC8822型数模转换器。
进一步的，所述壳体1为4U19英寸机箱。
需要进一步解释说明的是所述无功补偿装置测试仪依据的标准为：
NB/T 10316-2019风电场动态无功补偿装置并网性能测试规范；
GB/T 34931-2017光伏发电站无功补偿装置检测技术规程；
Q/GDW 11064-2013风电场无功补偿装置技术性能和测试规范。
如图3所示，所述无功补偿装置测试仪串联在采集变电站母线PT、线路CT与无功补偿装置的二次电压、电流输入之间。
所述无功补偿装置测试仪能够模拟电压的跌落和骤升、电压频率的扰动，输出电压的步长达到额定的0.1％，
如图4所示，所述无功补偿装置测试仪采集PT、CT的二次侧电压电流，经过A/D转换后，数据送入装置控制CPU，按照要求在原始数据上叠加故障数据后，CPU将数据送入数模(D/A)转换单元，D/A转换单元将叠加扰动后的电压、电流信号送入无功补偿装置的电压、电流输入端。
所述无功补偿装置测试仪通过产生电压扰动信号，测试无功补偿装置的下列特性包括：
1.动态响应特性试验：测试电网产生扰动时，无功补偿装置的系统响应时间及系统调节时间是否满足要求。
2.无功调节试验：测试无功补偿装置在恒无功模式下的稳态输出特性，即无功补偿装置的最大输出能力、连续调节能力及调节精度是否满足要求。
3.电压调节试验：测试无功补偿装置在恒电压模式下对电压控制点的电压调节精度是否满足要求。
4.功率因数调节试验：测试无功补偿装置在恒功率因数模式下对功率因数的调节精度是否满足要求。
5.控制模式切换试验：测试无功补偿装置在恒无功、恒电压及恒功率因数控制模式之间是否可以灵活、平稳切换。
6.无功补偿装置之间协调试验：测试同一升压站的多套无功补偿装置之间的协调控制特性是否满足要求。
7.过负荷能力试验：测试无功补偿装置的过负荷能力是否满足要求。
8.谐波试验：测试无功补偿装置谐波电流是否满足要求。
9.损耗试验：测试无功补偿装置的损耗是否满足要求。
10.频率扰动试验：装置输出频率扰动的电压波形，测试新能源一次调频功能。
11.检查无功补偿装置的过压、欠压运行能力是否满足要求。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种无功补偿装置测试仪，其特征在于，包括：壳体、第一电压接口端、第一电流接口端、第一电压输出端、第一电流输出端、电压互感器、电流互感器、电压A/D采样回路、电流A/D采样回路、控制CPU、电压D/A转换回路和电流D/A转换回路；壳体上设置有第一电压接口端、第一电流接口端、第一电压输出端和第一电流输出端；第一电压接口端通过导线与电压互感器电性连接，电压互感器通过导线与电压A/D采样回路电性连接，电压A/D采样回路通过数据总线与控制CPU电性连接；第一电流接口端通过导线与电流互感器电性连接，电流互感器通过导线与电流A/D采样回路电性连接，电流A/D采样回路通过数据总线与控制CPU电性连接；控制CPU分别通过数据总线与电压D/A转换回路和电流D/A转换回路电性连接；电压D/A转换回路通过导线与设置在壳体上的第一电压输出端电线连接，电流D/A转换回路通过导线与设置在壳体上的第一电流输出端电线连接。
2.根据权利要求1所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述控制CPU由DSP芯片和CPLD芯片电性连接构成，DSP芯片分别与电压A/D采样回路和电流A/D采样回路电性连接，CPLD芯片分别与电压D/A转换回路和电流D/A转换回路电性连接。
3.根据权利要求1所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述电压互感器为TV1013-1M型电压互感器。
4.根据权利要求1所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述电流互感器为OPA2277U型电流互感器。
5.根据权利要求1所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述电压A/D采样回路和电流A/D采样回路均为ADS8568型模数转换器。
6.根据权利要求2所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述DSP芯片为TMS320F28335PGFA型32位浮点DSP处理器。
7.根据权利要求2所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述CPLD芯片为EPM570T144I5型芯片。
8.根据权利要求1所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述电压A/D转换回路和电流A/D转换回路均为DAC8822型数模转换器。
9.根据权利要求1所述的无功补偿装置测试仪，其特征在于，所述壳体为4U19英寸机箱。
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