[發明專利]一種10kV真型試驗負荷配置平臺

有效

• 申請號: 202110531791.0
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113092926B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 王鵬;張建賓;董軒;馬心良;馮光;徐銘銘;陳明;孫芊;周久琴
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網河南省電力公司漯河供電公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/08
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

1.一種10kV真型試驗負荷配置平臺，其特征在于，所述平臺包括10kV進線電源、隔離變壓器、母線、多條線路、零序負荷、分支線路、接入配置單元、負載系統、總線、負荷調控單元，其中，所述10kV進線電源與所述隔離變壓器相連；所述隔離變壓器與所述母線相連；所述母線與所述多條線路相連；每條線路上設置有所述零序負荷，每條線路上設置有所述分支線路，每條分支線路上分別設置有所述零序負荷，每條分支線路通過接入配置單元與所述負載系統相連，所述負載系統經所述總線與所述負荷調控單元相連；

所述負載系統包括穩態恒定負荷、干擾負荷、節能型定制化負荷；

所述干擾負荷包括暫態干擾負荷與穩態干擾負荷；

所述零序負荷為對地電容負荷，表征所要模擬電網的規模，采用“8421”法配置需要的系統零序電容，所配置的整體電容電流考慮配網典型接地運行方式，即可實現分別適用于中性點不接地系統10A、消弧線圈接地系統100A、小電阻接地系統150A典型零序參數的配置要求；

所述暫態干擾負荷包含電動機沖擊負荷、空載變壓器勵磁涌流負荷，容量配置設置為系統試驗容量的20％；

所述節能型定制化負荷采用背靠背結構的饋能型電子負載形式，四象限運行；所述節能型定制化負荷具備定制化負荷設定能力，能夠任意配置負荷波動、模擬新能源發電負荷特性；容量配置不低于試驗變壓器容量的50％；

空載變壓器勵磁涌流的等效模型包括三部分：交流電源、線圈的電阻和電感、變壓器模型；其中交流電源包括內部電阻、內部電感和交流電壓源；變壓器模型包括一次繞組的電阻、鐵芯損耗的等效電阻、鐵芯磁路的感應電感、氣隙和線圈磁路的感應電感；

用R_t表示變壓器一次繞組的電阻，L_iron(t)表示鐵芯磁路的感應電感，L_air表示氣隙和線圈磁路的感應電感，R_loss(t)表示鐵芯損耗的等效電阻，R_s表示交流電源的內部電阻，L_s表示交流電源的內部電感，R_line表示線圈電阻，L_line表示線圈電感，V表示交流電源電壓，V＝E_msin(ωt+θ)，i(t)表示勵磁涌流，i_loss(t)表示鐵芯損耗的等效電流，i_iron(t)表示鐵芯磁路的感應電流；

鐵芯磁路的感應電感由下式確定

式中，N為線圈匝數；A_c為鐵芯的截面積；l'為鐵芯長度；μ為磁芯磁導率；

μ由下式確定

式中，H為磁場強度，B為磁場強度所感應的磁感應強度；

H-B曲線通過切線函數進行擬合如下：

H(t)＝f(tan[kB(t)])

鐵芯磁路的感應電流由下式確定：

每公斤鐵芯損耗為

P_loss＝c₁tan(c₀[B(t)]²)

式中c0和c1為常數；

i_loss(t)和R_loss(t)分別由下式確定

式中c_w為鐵芯重量；

最終，變壓器勵磁涌流的等效模型各個參量的關系如下：

2.根據權利要求1所述的一種10kV真型試驗負荷配置平臺，其特征在于，所述穩態恒定負荷為試驗中穩定運行負荷，配置容量S1滿足S1∈(0，50％ST)，其中，ST為試驗變壓器額定容量，即要求穩態恒定負荷容量不超過試驗變壓器額定容量的50％。

3.根據權利要求2所述的一種10kV真型試驗負荷配置平臺，其特征在于，所述穩態恒定負荷設置采用級差調節形式，以實現高性價比下負荷大小的靈活調節。

4.根據權利要求1所述的一種10kV真型試驗負荷配置平臺，其特征在于，所述穩態干擾負荷為諧波類負荷，諧波幅值與頻率可配置，容量設置為系統試驗容量的10％以上，采用無極連續調節形式實現。