大容量无功功率动态补偿装置性能测试系统

摘要

本发明公开了一种大容量无功功率动态补偿装置性能测试系统，一种大容量无功功率动态补偿装置性能测试系统，包括待测性能的被测无功功率动态补偿装置，其特征在于：还包括电能质量分析仪、高压开关柜以及通过高压开关柜外接电网并与被测无功功率动态补偿装置相并联的有功负载和提供与被测无功功率动态补偿装置产生的无功功率性质相反的可调容性或感性无功功率的无功负载；本发明的有益效果是：实现了在工厂或实验室容量较小的电网对大容量无功功率动态补偿装置进行满负荷试验及其性能系统的测试，从而比较容易发现装置可能存在的质量问题，保证了装置在现场的一次投运成功。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在小容量电网中实现对大容量无功功率动态补偿装置性能进行测试的系统，属于电力系统技术领域。

背景技术

目前，为了改善电能质量与减低线损、节能节电,大容量无功功率动态补偿装

置在电力系统输配电网获得越来越多的应用。目前大容量无功功率动态补偿装

置主要有基于晶闸管阀的静止无功补偿装置（SVC—static Var compensator）及

基于电力晶体管的先进静止无功发生器（ASVG－Advanced Static Var Generator）

也有人称之为静止调相机（STATCOM－Static Condenser），它们共同的特点是

能产生的无功功率容量大，一般在几Mvar到几十Mvar甚至到上百Mvar。

因此，制造与研究部门要在工厂或实验室对大容量无功功率动态补偿装置

进行满负荷试验及其性能测试将对用户电网带来严重后果，如果工厂或实验室

电网容量较小（例如几百KVA）对大容量无功功率动态补偿装置进行满负荷试

验及其性能系统的测试将难以进行。例如在中华人民共和国国家标准《GB/T

20995—2007 输配电系统的电力电子技术  静止无功补偿装置用晶闸管阀的试

验》只规定对静止无功补偿装置中的关键部件晶闸管阀进行出厂试验，而整机

试验只能采用现场试验方法（见中华人民共和国国家标准《GB/T 20297—2006

静止无功补偿装置（SVC）现场试验》）。 供电容量较小的制造厂或实验室由于

在出厂时无法对大容量无功功率动态补偿装置进行满负荷试验及对其性能进行

系统的测试，从而难以发现装置可能存在的质量问题,也难以使装置在现场一次

投运成功。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种能够针对现有供电容量较小的制造厂或实验室进行大容量无功功率动态补偿装置进行满负荷试验及其对性能进行测试的大容量无功功率动态补偿装置性能测试系统。

本发明提出的一种大容量无功功率动态补偿装置性能测试系统，包括待测性能的被测无功功率动态补偿装置，还包括电能质量分析仪、高压开关柜以及通过高压开关柜外接电网并与被测无功功率动态补偿装置相并联的有功负载和提供与被测无功功率动态补偿装置产生的无功功率性质相反的可调容性或感性无功功率的无功负载；

所述高压开关柜内设置有外接电网的电压互感器PT和电流互感器CT1，所述被测无功功率动态补偿装置串有电流互感器CT2，所述电能质量分析仪的电压信号输入端连接电压互感器PT二次侧输出端，所述电能质量分析仪的电流信号输入端通过切换开关K连接电流互感器CT1或者电流互感器CT2的二次侧输出端；

为了便于实验操作，上述无功负载优先采用另一台和被测无功功率动态补偿装置性能相同的无功功率动态补偿装置。

在测试时，上述被测无功功率动态补偿装置与无功负载的无功功率数值相近且和有功负载的总功率小于外接电网的容量。

上述高压开关柜内设置有过电流保护装置，用于控制电路中总电流不超过过电流保护装置的整定值，保证在出现故障或发生误操作时，高压开关柜中的断路器将迅速跳闸，切断被测无功功率动态补偿装置及负载与电网的连接，避免过大电流对电网的冲击。

本发明的有益效果是： 避免了制造与研究部门在工厂或实验室对大容量无功功率动态补偿装置进行满负荷试验及其性能测试将对用户电网带来的严后

果，实现了在容量较小的电网（例如几百KVA）对大容量无功功率动态补偿装

置进行满负荷试验及其性能系统的测试，从而比较容易发现装置可能存在的质

量问题，保证了装置在现场的一次投运成功。

附图说明   

图1为本发明的电路连接示意图。

图中：1高压开关柜，2被测无功功率动态补偿装置，3无功负载，4有功负载，5电能质量分析仪，6过电流保护装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明的大容量无功功率动态补偿装置性能测试系统，能够在小容量电网实现对大容量无功功率动态补偿装置满负荷试验及性能测试，该测试系统包括:

带断路器DL1、电压互感器PT和电流互感器CT1的高压开关柜1，外接入电网；待测性能的大容量被测无功功率动态补偿装置2，它串联断路器DL2和电流互感器CT2；通过高压开关柜1外接电网并与被测无功功率动态补偿装置2相并连接的小容量有功负载4和提供与被测无功功率动态补偿装置2产生的无功功率性质相反的可调容性或感性无功功率的无功负载3。无功负载3可优先采用与被测大容量无功功率动态补偿装置2具有相同性能的另一大容量无功功率动态补偿装置。

具体地说，高压开关柜1输入端与6/10KV小容量电网相连，高压开关柜1其输出端分别经断路器DL2、电流互感器CT2与待测性能的大容量无功功率动态补偿装置输入端相连；经断路器DL3、电流互感器CT3与能产生可调容性或感性无功功率的无功负载3输入端相连；经断路器DL4与固定的小容量的有功负载4输入端相连。

电能质量分析仪5电压信号由高压开关柜1中的电压互感器PT二次侧输出端提供，其电流信号由切换开关K选择可由电流互感器CT1或由电流互感器CT2二次侧输出端提供，在闭合断路器DL1、DL2、DL3和DL4后，当电能质量分析仪5电流信号由电流互感器CT1提供时，电能质量分析仪5将检测通过被测大容量无功功率动态补偿装置及负载的总电流，而当电能质量分析仪5电流信号由电流互感器CT2提供时，电能质量分析仪5将只检测通过被测大容量无功功率动态补偿装置的电流，电流信号的切换只能在断电时进行。

其工作原理为：

根据试验时采用的互补原则，使无功负载3产生无功的性质与被测无功功率动态补偿装置2产生的无功性质相反，且二者大小接近，被测无功功率动态补偿装置2与无功负载3其无功功率数值改变时应逐步调节，使被测无功功率动态补偿装置2与无功负载3及有功负载4产生的总功率始终小于电网的容量。

其控制被测无功功率动态补偿装置2与负载的高压开关柜1设置有可靠的过电流保护装置6，过电流保护整定值应根据电网的容量选取，以保证在出现故障或发生误操作时，一旦通过被测无功功率动态补偿装置2与负载的总电流超过过电流保护装置6的整定值时，高压开关柜1中的断路器将迅速跳闸，切断被测无功功率动态补偿装置2及负载与电网的连接，避免过大电流对电网的冲击。电流互感器CT2和电流互感器CT3可以测量被测无功功率动态补偿装置支路和无功负载支路上的电流。

以下是本发明提出的在小容量电网实现大容量无功功率动态补偿装置性能测试的测试系统实施步骤：

让电能质量分析仪5电流信号由电流互感器CT2提供，让待测性能的大容量无功功率动态补偿装置及无功负载3均置于接近零电流（零无功功率）输出的给定指令状态，先后合断路器DL1、DL2、DL3，DL4，使系统投入运行。

通过手动或自动给定方式先让无功负载3输出感性无功功率，其大小可从接近零无功功率增至例如100Kvar，随后也通过手动或自动给定方式让待测性能的大容量无功功率动态补偿装置输出容性无功功率，其大小可从接近零无功功率增至例如-150Kvar，在该给定值可由电能质量分析仪5读得待测性能的大容量无功功率动态补偿装置对应的视在功率S，有功功率P,无功功率Q及有功电流、无功电流、总电流、总谐波电流畸变率THDi等参数。

按100Kvar等级（视电网容量可增大或减小）逐步增大无功负载3输出感性无功功率及待测性能的大容量无功功率动态补偿装置输出容性无功功率，在每一给定值均可由电能质量分析仪5读得待测性能的大容量无功功率动态补偿装置对应的视在功率S，有功功率P，无功功率Q及有功电流、无功电流、总电流、电流的谐波总畸变率THDi等参数，直至待测性能的大容量无功功率动态补偿装置输出容性无功功率达到额定值。

重复以上测试，但通过手动或自动给定方式先让无功负载3输出容性无功功率，其大小可从接近零无功功率增至例如-100Kvar, 随后也通过手动或自动给定方式让待测性能的大容量无功功率动态补偿装置输出感性无功功率，其大小可从接近零无功功率增至例如+150Kvar，在该给定值可由电能质量分析仪5读得待测性能的大容量无功功率动态补偿装置对应的视在功率S，有功功率P，无功功率Q及有功电流、无功电流、总电流、电流的谐波总畸变率THDi等参数。以上测试可至待测性能的大容量无功功率动态补偿装置输出感性无功功率达到额定值。

在以上试验时因采用互补逐步调节原则，负载产生无功的性质与被测无功功率动态补偿装置2产生的无功性质相反，且二者大小接近，从而保证被测无功功率动态补偿装置2与负载产生的总无功功率始终小于电网的容量，实现了在小容量电网对大容量无功功率动态补偿装置性能的满功率测试。

为了对待测性能的大容量无功功率动态补偿装置对电力系统输配电网功率因数动态调节的性能进行测试，让电能质量分析仪5其电流信号由电流互感器CT1提供，这时电能质量分析仪5将检测到通过被测大容量无功功率动态补偿装置及负载的总电流的功率因数值。测试前先让待测性能的大容量无功功率动态补偿装置目标功率因数整定在某一值（例如0.95），然后合断路器DL4，使有功负载4先投入运行，合断路器DL3并让无功负载3输出某一感性的无功值(例如+150Kvar),再合断路器DL2让待测性能的大容量无功功率动态补偿装置投运后在控制器的控制下根据事先设定的目标功率因值自动输出一定大小的容性无功。由电能质量分析仪5的读数可确定实际功率因数值与设定的目标功率因值之间的误差。改变无功负载3输出无功值大小及性质可获得待测性能的大容量无功功率动态补偿装置无功补偿曲线。

上述实施例所述是用以具体说明本专利，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本专利的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本专利的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。