[發明專利]一種諧波對并聯電容器溫升及損耗影響的試驗系統及方法

有效

• 申請號: 201410602651.8
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104297604B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 陳兵;陳龍;康文斌;彭慶華;許杏桃;李國欣;查志鵬;姚宏偉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學研究院;中國電力科學研究院;中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及電力系統及電力設備技術領域，尤其涉及一種諧波對并聯電容器溫升及損耗影響試驗系統及試驗方法。

背景技術

目前大功率電力電子裝置是電力系統的重要污染源之一，會在電網中產生大量的諧波電壓和諧波電流，這對電力系統的運行會產生許多不良影響，使電能的生產、傳輸和使用的效率下降，附加損耗增加，嚴重時可導致電氣設備的故障或損壞。另外，有諧波的電力系統中裝設無功功率補償電容器時，在某些條件下會使諧波放大，甚至引起電力系統局部諧振，導致電力電容器中諧波電流過大，嚴重時電容器中的電流可能超過其額定電流，以至造成電力電容器的故障或損壞。

因此，對有諧波源電力系統中電容器的運行狀態進行分析，確定諧波電流對電容器的影響與系統參數的關系，明確電容器因諧波電流而過載應采取的措施，對保證電容器在諧波條件下的安全運行是十分必要的。而當下對于并聯電力電容器發熱的研究分析，大部分處于理論分析階段，目前針對電容器溫升的試驗方法僅僅規定了應給裝置施加不低于額定電壓，并使裝置容量在試驗過程中等于1.35Q_N，并沒有明確諧波對電容器溫升及損耗影響的試驗方法。現有試驗方法并不能直觀給出諧波與電力電容器溫升、損耗的關系，這是因為沒有合適的諧波對于電力電容器溫升、損耗試驗測量的方法。

發明內容

為了解決現有技術中并聯電力電容器溫升及損耗的試驗方法的問題，本發明提供了一種能夠科學有效地進行諧波對并聯電容器溫升及損耗影響試驗的系統及方法。

為了解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：

一種諧波對并聯電容器溫升及損耗影響的試驗系統，包括諧波源、電壓電流互感器和多個電容器，其特征在于：還包括電能質量分析儀、波形記錄儀和紅外熱成像儀，所述諧波源能夠發出不同幅值和相位的基波和各次諧波傳輸給電壓電流互感器，所述電壓電流互感器通過數據線與電容器相連接，所述電能質量分析儀通過電壓電流互感器對流過電容器的電壓及電流進行實時監測，波形記錄儀接收電壓電流互感器信號，記錄真實的電壓電流波形數據用來進行損耗的分析，所述紅外熱成像儀對準電容器，記錄電容器的紅外圖譜用來檢測電容器表面溫度。

前述的一種諧波對并聯電容器溫升及損耗影響的試驗系統，其特征在于：還包括水銀溫度計，三支水銀溫度計至于盛有油的容器中，取其平均值用來記錄環境溫度。

一種諧波對并聯電容器溫升及損耗影響的試驗方法，其特征在于：采用恒基波法、恒電壓法和恒電流法測試和記錄電容器溫升值及損耗，恒基波法保持基波電壓不變增加諧波電壓進行溫升及損耗試驗；恒電壓法降低基波電壓，增加諧波電壓，使諧波源輸出的總電壓與電容器額定電壓一致時進行溫升及損耗試驗，恒電流法降低基波電壓，增加諧波電壓，使流過電容器的總電流等于電容器額定電流時進行溫升及損耗試驗，三種方法所加諧波電壓與基波電壓初相位相同。

前述的一種諧波對并聯電容器溫升及損耗影響的試驗方法，其特征在于：所述恒基波法，具體包括以下步驟：

步驟S101：調節諧波源，使諧波源發出的基波電壓U₁等于電容器的額定電壓U_N；

步驟S102：調節諧波源，使諧波源發出不同次數及不同含量的諧波電壓U_h，觀察記錄電容器的溫度變化，記錄每種情況下的電壓電流實際值；

步驟S103：重復步驟S102，獲取更多數據。

前述的一種諧波對并聯電容器溫升及損耗影響的試驗方法，其特征在于：所述恒電壓法，具體包括以下步驟：

步驟S201：調節諧波源，使諧波源輸出的基波電壓U₁等于電容器的額定電壓U_N；

步驟S202：根據恒電壓法計算公式，調節諧波源，使諧波源發出的基波電壓U₁降低，每次實驗只施加單一次諧波電壓U_h，保證諧波源輸出的總電壓有效值U_Σ恒等于電容器的額定電壓U_N，觀察記錄電容器的溫度變化，記錄每種情況下的電壓電流實際值；

步驟S203：根據恒電壓法計算公式，調節諧波源，使諧波源發出的基波電壓U₁降低，每次實驗施加混疊次諧波電壓U_m，保證諧波源輸出的總電壓有效值U_Σ恒等于電容器的額定電壓U_N，觀察記錄電容器的溫度變化，記錄每種情況下的電壓電流實際值；步驟S204：重復步驟S202和S203，獲取更多數據。