[實用新型]一種諧波電源特性試驗系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420622038.8
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN204166067U
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉睿;萬望龍;秦拯;楊恒福;陳凌
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院;長沙三友儀器設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R1/28
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及一種諧波電源特性試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力電抗器、電容器的諧波噪音是影響電力電容器、電抗器長期安全運行的世界性難題。隨著諧波治理和無功補償受重視程度的提高，以及直流輸電、新能源發(fā)電的廣泛應用，電力電容器和平波電抗器用量的日趨增長，對其技術(shù)要求也越來越高。受限于現(xiàn)有技術(shù)水平，目前市場上常見的諧波實驗設(shè)備只能采用工頻等效代取或采用單頻中頻電源多個串聯(lián)，不僅操作麻煩，而且不符合實際運行情況，不能提供多種頻率組合的諧波信號，難以滿足實際諧波試驗的需要。

在諧波電源特性試驗中需要使用變壓器傳遞工頻和諧頻能量，需要兼顧能量和頻率響應，諧頻下的輸出阻抗是制約諧波能量傳遞的決定因素；普通的工頻變壓器采用的硅鋼片，厚度從0.23-0.35mm，疊片使用，適用頻率從50-400Hz范圍，到600Hz以上后，由于渦流的增大，導致鐵損增加而不能在諧波能量傳遞下使用。

因此，開發(fā)出一種新型的諧波電源特性試驗裝置勢在必行。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對已知技術(shù)中諧波實驗設(shè)備操作麻煩，無法提供多種頻率組合的諧波信號，且變壓器無法同時傳遞工頻和諧頻能量，設(shè)計出一種多頻率組合的諧波電源特性試驗系統(tǒng)，為諧波治理技術(shù)和電力設(shè)備耐諧波能力提供驗證手段和技術(shù)裝備。

一種諧波電源特性試驗系統(tǒng)，包括諧波變頻電源、諧波變壓器、電源控制系統(tǒng)及測量裝置；

所述諧波變頻電源的輸入端與380V交流電相連，所述諧波變頻電源的輸出端與諧波變壓器的輸入端相連，所述諧波變壓器與試品相連，所述測量裝置的輸入端與試品的信號加載端相連；

所述諧波變壓器中的鐵芯為帶狀非晶材料卷繞制成的無氣隙鐵芯；

采用諧波變壓器寬頻特性好，且阻抗小；

【頻率滿足50-10kHz的能量傳遞，減少氣隙漏磁和損耗；】

所述諧波變頻電源的輸出端和測量裝置的輸出端均與電源控制系統(tǒng)的輸入端相連，所述諧波變頻電源受控于電源控制系統(tǒng)；

所述諧波變頻電源包括可調(diào)頻調(diào)幅支持多頻率組合和在線更新參數(shù)的標準諧波源及全橋功率放大電路；所述標準諧波源的輸出端與全橋功率放大電路的輸入端連接；

所述試品為試驗容量為200KVA以內(nèi)的電氣設(shè)備，包括變壓器、電抗器、電容器、套管、避雷器及互感器。

所述諧波變壓器的繞組為高壓線圈和低壓線圈間隔繞制。

【采用高壓/低壓/高壓/低壓間繞而成，增加耦合度；高壓線圈和低壓線圈采用一層繞成在鐵芯上全面覆蓋，減少漏磁；】

所述諧波變壓器中的線圈繞制方式采用多槽骨架繞法分段繞制。

【便于減小分布電容，且繞制非常便捷，排線規(guī)范，工藝美觀大方；】

所述標準諧波源由32位的DSP、超大規(guī)模CPLD、32位的存儲器、12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、輸出濾波器構(gòu)成，所述DSP輸出端與超大規(guī)模CPLD輸入端連接，存儲器與超大規(guī)模CPLD雙向連接；超大規(guī)模CPLD輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與輸出濾波器連接。

所述諧波變頻電源還包括與全橋功率放大電路輸出端相連的濾波電路。

所述全橋功率放大電路由4個橋臂構(gòu)成全橋放大矩陣，每個橋臂由一個IGBT構(gòu)成或由兩個以上相同型號的IGBT并聯(lián)構(gòu)成。

所述濾波電路為由電感L和電容C共同組成的LC濾波電路，其中電感L選用電抗器和隔離變壓器為一體的帶氣隙的變壓器。

所述諧波變頻電源還包括與全橋功率放大電路輸入端相連的保護電路，所述保護電路的輸入端與電源電路相連。

采用上述的諧波電源特性試驗系統(tǒng)對試品進行諧波試驗提供諧波信號的原理如下：

利用諧波變頻電源產(chǎn)生所需頻率的諧波，諧波變壓器采用電磁感應原理將諧波變頻電源輸出的諧波升壓至所需的電壓值，將所述諧波變壓器輸出的信號加載到試品上，測量裝置采集加載到試品上的信號；電源控制系統(tǒng)依據(jù)諧波電源輸出的信號和測量裝置采集的信號對諧波變頻電源進行控制，得到試品所需的諧波信號；

所述電源控制系統(tǒng)控制過程如下：

首先，利用電源控制系統(tǒng)對諧波變頻電源進行自我調(diào)節(jié)；

將電源控制系統(tǒng)采集諧波變頻電源的輸出電壓、電流信號及諧波各次諧波含量與設(shè)定的諧波變頻電源輸出信號進行比較，若兩者之間的差值超過了設(shè)定的第一允許誤差范圍，則電源控制系統(tǒng)控制諧波變頻電源，直到兩者之間的差值不超過第一允許誤差范圍；

然后，依據(jù)測量信號對諧波變頻電源進行反饋調(diào)節(jié)；