[发明专利]用于无功补偿装置动态响应和谐波抑制的检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于无功补偿装置动态响应和谐波抑制的检测装置，电网电压经输入断路器后串联接入输入缓冲装置，输入缓冲装置输出端与四象限整流单元交流侧输入端连接；四象限整流单元、正弦电压逆变单元、负载电流发生单元的直流母线各自并联在一起后接至储能单元两端；正弦电压逆变单元输出端串联可调电抗后分别与负载电流发生单元输出端及输出断路器输入端相连；可调电抗与输出断路器输入端之间的电路上串联第一、第三电流互感器，负载电流发生单元输出端连接第二电流互感器，第二电流互感器连接于第一、第三电流互感器中间；输出断路器输出端与被测无功补偿装置主回路相连；储能单元电容中点与电网的中性点相接。本发明同时公开了控制方法。

技术领域

本发明涉及电力行业低压成套无功补偿技术，尤其是一种用于无功补偿装置动态响应和谐波抑制的检测装置及方法。

背景技术

目前轧钢机、密炼机、点焊机等快速冲击性负荷设备大量应用，动态无功补偿装置的需求变得越来越大，这种补偿装置动态响应时间需要达到20ms,是从有无功负荷变化到所需要的补偿容量全部投入的时间，若补偿响应慢了会导致欠补、过补、电压跌落等问题。随着厂家推出几十毫秒响应的动态无功补偿装置，3C型式试验中几十毫秒动态响应时间的检测就成为一种所需。另外无功补偿型式试验时还需要做谐波抑制或滤波效果的测试，由于电容器型无功补偿装置为被动无源滤波，其谐波抑制或滤波效果会受到电源侧背景电压谐波及源阻抗的影响，导致测试效果出现差异。

实际检测中采用供电电网的电源给被测设备供电并通过实际的无功、谐波、有功负载来产生试验所需的无功功率、谐波电流来进行检测的方式存在如下问题：切换感性无功负载时会带来暂态，影响动态无功补偿的响应时间；由于采用实际的有功负载，损耗大；多是固定负载产生的谐波，谐波次数不可选择；实际的负载需要人工切换，间隔的切换时间不可控，会影响切了再投的动态响应时间测试；负载大小调节精度受限，不能随意调节；电子负载产生有功电流时需要额外加入回馈装置并联到电网，而这回馈装置又会改变电网的等效阻抗，进而影响到无功补偿的谐波抑制或滤波效果测试；试验系统因补偿装置的性能差异会有剩余的谐波电流或无功电流流入电网，导致电源侧功率因数较低；普通电子负载不能产生型式试验所需的连续多次的阶跃无功。

导致检测过程中出现以上问题的主要原因是测试电源直接来源于供电电网，因此会出现以下情况：存在一定的背景电压谐波，此谐波会影响无功补偿的谐波抑制或滤波效果测试还有源阻抗的变化也会影响无功补偿的谐波抑制或滤波效果测试；当电网电压变化或三相不平衡时，会引起无功补偿需求量的变化进而影响到无功补偿的动态响应时间测试；当无功补偿装置所需的电源电压与其不一致时，则需要重新搭建系统进行试验；当无功补偿装置所需的电源频率与其不一致时，则无法直接采用供电电网的电源进行试验。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于无功补偿装置动态响应和谐波抑制的检测装置及方法，满足无功补偿装置型式试验中动态响应及谐波抑制或滤波效果的检测，具有电压稳定、谐波小、电压及频率灵活调节的电源供电功能，又具有方便灵活的负载电流发生功能，还有净化试验电网、节约电能的效果。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于无功补偿装置动态响应和谐波抑制的检测装置，电网电压经输入断路器后串联接入输入缓冲装置，输入缓冲装置的输出端与四象限整流单元交流侧输入端连接，且两者连接电路上设置有第四电流互感器；四象限整流单元、正弦电压逆变单元、负载电流发生单元的直流母线各自并联在一起后接至储能单元的两端；所述正弦电压逆变单元的输出端串联可调电抗后分别与所述负载电流发生单元的输出端及输出断路器的输入端相连；可调电抗与输出断路器的输入端之间的电路上串联有第一电流互感器和第三电流互感器，负载电流发生单元的输出端连接有第二电流互感器，第二电流互感器连接于第一电流互感器和第三电流互感器中间；所述输出断路器的输出端与被测无功补偿装置的主回路相连；所述储能单元的电容中点与电网的中性点相接；所述各单元的动作执行由相应的控制器控制。