基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置，属于电气试验设备技术领域，该装置包含，高压母线，母线变压器，电能质量控制器，谐波变压器T2，谐波变压器T3，谐波变压器T4，无功功率发生器，谐波发生器；母线变压器的低压侧通过电抗器Ⅰ连接至电能质量控制器，电能质量控制器通过电抗器Ⅱ连接至谐波变压器T2，谐波变压器T2的高压侧连接至高压母线；谐波变压器T2的低压侧还连接至电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的一端，电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的另一端分别连接至无功功率发生器和谐波发生器；谐波变压器T3，谐波变压器T4分别通过电压转接器Ⅰ和电压转接器Ⅱ连接至低压试品和高压试品。本发明专利技术有效简化测试结构，提高测试效率，降低成本。

Mine high and low voltage reactive power and harmonic compensation device based on elimination method

The invention relates to a high and low voltage reactive power and harmonic compensation device for mine based on cancellation method, which belongs to the technical field of electrical test equipment. The device comprises a high voltage bus, a bus transformer, a power quality controller, a harmonic transformer T2, a harmonic transformer T3, a harmonic transformer T4, a reactive power generator, and a harmonic generator. The low-voltage side of the bus transformer is connected to the power quality controller through the reactor I, the power quality controller is connected to the harmonic transformer T2 through the reactor II, and the high-voltage side of the harmonic transformer T2 is connected to the high-voltage bus; the low-voltage side of the harmonic transformer T2 is also connected to the end of the reactor III and the reactor IV, and the reactor. The other end of the reactor III and the reactor IV is connected to the reactive power generator and the harmonic generator respectively; the harmonic transformer T3 and the harmonic transformer T4 are connected to the low-voltage and high-voltage samples respectively through the voltage adapter I and the voltage adapter II. The invention effectively simplifies the test structure, improves the testing efficiency and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置
本专利技术属于电气试验设备
，涉及一种基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置。
技术介绍
为测试矿用高低压无功功率及谐波补偿装置试品的电气性能参数，试验系统的陪试负载装置模拟各种特性的负载并施加给试验回路。试品主要包括有源和无源无功补偿器和电力滤波器，试验项目多而复杂。这就要求陪试负载装置具有良好的适应性和可变换能力，满足不同类型、不同规格试品的试验要求。目前，现有的测试设备中，主要采用固定的阻抗或非线性负载作为负载，因其阻抗特性，在电压降低时，无法提供所需的无功支持，因此应对动态试验的能力较弱，并且，为了消除装置所产生的谐波，必须装设滤波器，此外过多的负载装置并接容易引发测试系统振荡。测试系统功能单一(无功和谐波独立测试)，分档投切负载、不能连续可调，电压等级适应性及其可变换能力弱，补偿效果、温升等关键参数指标多采用现场测试等缺点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置，覆盖多电压等级无功及谐波补偿设备试验需求，采用全控器件的静止无功功率发生器为被试品负载，运用对消法，陪试发生器在控制装置的控制下，产生连续可调的无功功率和指定谐波次数与强度对试验回路注入无功和谐波电流。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置，该装置包含，高压母线，母线变压器，电能质量控制器，谐波变压器T2，谐波变压器T3，谐波变压器T4，电压转接器Ⅰ，电压转接器Ⅱ，无功功率发生器，谐波发生器；所述母线变压器的高压侧设置在所述高压母线上，所述母线变压器的低压侧通过电抗器Ⅰ连接至所述电能质量控制器的一端，所述电能质量控制器的另一端通过电抗器Ⅱ连接至所述谐波变压器T2的低压侧，所述谐波变压器T2的高压侧连接至所述高压母线；所述谐波变压器T2的低压侧还连接至电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的一端，电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的另一端分别连接至所述无功功率发生器和谐波发生器；所述谐波变压器T3，谐波变压器T4的高压侧均设置在所述高压母线上，谐波变压器T3，谐波变压器T4的低压侧分别通过电压转接器Ⅰ和电压转接器Ⅱ连接至低压试品和高压试品。进一步，所述谐波变压器T2的低压侧还通过开关SW8连接至所述电压转接器Ⅰ的出口端，所述电压转接器Ⅰ的出口端上还设置有电压互感器Ⅰ。进一步，所述电压转接器Ⅱ的出口端还通过开关SW10连接至所述高压母线，所述电压转接器Ⅱ的出口端上还设置有电压互感器Ⅱ。进一步，所述电抗器Ⅱ，电抗器Ⅲ，电抗器Ⅳ分别通过开关SW5，SW6，SW7连接至所述谐波变压器T2的低压侧，所述电抗器Ⅲ，电抗器Ⅳ与所述开关SW6，SW7之间分别设置有电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ。进一步，所述谐波变压器T2的低压侧还连接有电压互感器Ⅲ。进一步，所述低压试品的试验电压等级为3.3kV或6kV，所述高压试品的试验电压等级为10kV。本专利技术的有益效果在于：本专利技术装置，综合无功功率和谐波补偿试验，负载连续可调，适应电压等级多，能提供电气性能的模拟试验，满足高低压不同规格试品试验需求，同时可提高试验电源静态负荷能力，增强暂态稳定性，降低建造费用，并有效简化测试结构，提高测试效率，降低成本。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术装置主回路原理图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。1、装置结构如图1所示，本专利技术装置包含，高压母线，母线变压器，电能质量控制器，谐波变压器T2，谐波变压器T3，谐波变压器T4，电压转接器Ⅰ，电压转接器Ⅱ，无功功率发生器，谐波发生器。母线变压器的高压侧设置在高压母线上，母线变压器的低压侧通过电抗器Ⅰ连接至电能质量控制器的一端，电能质量控制器的另一端通过电抗器Ⅱ连接至谐波变压器T2的低压侧，谐波变压器T2的高压侧连接至高压母线。谐波变压器T2的低压侧还连接至电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的一端，电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的另一端分别连接至无功功率发生器和谐波发生器。谐波变压器T3，谐波变压器T4的高压侧均设置在高压母线上，谐波变压器T3，谐波变压器T4的低压侧分别通过电压转接器Ⅰ和电压转接器Ⅱ连接至低压试品和高压试品。谐波变压器T2的低压侧还通过开关SW8连接至电压转接器Ⅰ的出口端，电压转接器Ⅰ的出口端上还设置有电压互感器Ⅰ，谐波变压器T2的低压侧还连接有电压互感器Ⅲ。电压转接器Ⅱ的出口端还通过开关SW10连接至高压母线，电压转接器Ⅱ的出口端上还设置有电压互感器Ⅱ。电抗器Ⅱ，电抗器Ⅲ，电抗器Ⅳ分别通过开关SW5，SW6，SW7连接至谐波变压器T2的低压侧，电抗器Ⅲ，电抗器Ⅳ与开关SW6，SW7之间分别设置有电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ。采用低压无功功率发生器和谐波发生器，当进行低压试品试验时，与低压试品并接在低压母线上；当进行高压试品试验时，低压陪试发生器经低阻抗谐波变压器T2升压，并接在高压母线上，10kV高压试品直接连接至高压母线，6kV和3.3kV试品经低阻抗谐波变压器降压后连接至试品。2、无功及谐波电流的注入如图1所示，陪试发生器产生的补偿电流满足下面的等式，式中，ug(t)、ut(t)分别为陪试发生器和被试品的输出电压；L、R分别为等效的电感和电阻。试验电源提供的电流为is，陪试发生器产生的电流ig，被试品输出补偿电流it，为了防止被试品在过补偿或欠补偿时，保护单元输出电流ib，同时补偿谐波电流及无功电流，阻止谐波电流流入试验电源，使试验系统侧的功率因数cosφ＝1。根据基尔霍夫电流定律有is＝ig-it-ib(2)陪试发生器产生的电流中分别含有谐波电流分量igh，基波无功电流分量igq，基波有功电流分量igp，即ig＝igh+igq+igp(3)当只补偿谐波电流，被试品输出补偿电流it＝igh，与陪试发生器生成的谐波电流大小相等，方向相反，则is＝igq+igp，即谐波电流全部被补偿，由于保护单元的无功及谐波发生器输出电流ib＝Δi＝it－igh＝0，为零补偿，从而防止谐波污染试验电源；当被试品过补偿it＞igh，保护单元输出的补偿电流ib＝Δi＝it－igh＞0；当被试品欠补偿it＜igh时，保护单元输出的补偿电流ib＝Δi＝it－igh＜0；保护单元维持试验回路谐波电流的平衡。当只补偿谐波电流，被试品输出补偿电流it＝igh，与陪试发生器生成的谐波电流大小相等，方向相反，则is＝igq+igp，即谐波电流全部被补偿，由于保护单元的无功及谐波发生器输出电流ib＝Δi＝it－igh＝0，为零补偿，从而防止谐波污染试验电源；当被试品过补偿it＞igh，保护单元输出的补偿电流ib＝Δi＝it－igh＞0；当被试品欠补偿it＜igh时，保护单元输出的补偿电流ib＝Δi＝it－igh＜0；保护单元维持试验回路谐波电流的平衡。同样，当只补偿无功电流，被试品输出补偿电流it＝igq，则is＝igh+igp，即无功电流全部被补偿，由于保护单元的无功及谐波发生器输出电流ib＝Δi＝it－igq＝0，为零补偿，从而防止谐波污染试验电源；当被试品过补偿it＞igq，保护单元输出的补偿电流ib＝Δi＝it－igq＞0；当被试品欠补偿it＜igq时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置，其特征在于：该装置包含，高压母线，母线变压器，电能质量控制器，谐波变压器T2，谐波变压器T3，谐波变压器T4，电压转接器Ⅰ，电压转接器Ⅱ，无功功率发生器，谐波发生器；所述母线变压器的高压侧设置在所述高压母线上，所述母线变压器的低压侧通过电抗器Ⅰ连接至所述电能质量控制器的一端，所述电能质量控制器的另一端通过电抗器Ⅱ连接至所述谐波变压器T2的低压侧，所述谐波变压器T2的高压侧连接至所述高压母线；所述谐波变压器T2的低压侧还连接至电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的一端，电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的另一端分别连接至所述无功功率发生器和谐波发生器；所述谐波变压器T3，谐波变压器T4的高压侧均设置在所述高压母线上，谐波变压器T3，谐波变压器T4的低压侧分别通过电压转接器Ⅰ和电压转接器Ⅱ连接至低压试品和高压试品。

【技术特征摘要】
1.基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置，其特征在于：该装置包含，高压母线，母线变压器，电能质量控制器，谐波变压器T2，谐波变压器T3，谐波变压器T4，电压转接器Ⅰ，电压转接器Ⅱ，无功功率发生器，谐波发生器；所述母线变压器的高压侧设置在所述高压母线上，所述母线变压器的低压侧通过电抗器Ⅰ连接至所述电能质量控制器的一端，所述电能质量控制器的另一端通过电抗器Ⅱ连接至所述谐波变压器T2的低压侧，所述谐波变压器T2的高压侧连接至所述高压母线；所述谐波变压器T2的低压侧还连接至电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的一端，电抗器Ⅲ和电抗器Ⅳ的另一端分别连接至所述无功功率发生器和谐波发生器；所述谐波变压器T3，谐波变压器T4的高压侧均设置在所述高压母线上，谐波变压器T3，谐波变压器T4的低压侧分别通过电压转接器Ⅰ和电压转接器Ⅱ连接至低压试品和高压试品。2.根据权利要求1所述的基于对消法的矿用高低压无功功率及谐波补偿装置，其特征在于：所述谐波变压器T2的低压侧还通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钊，徐三民，谭垒，柏林，孔令刚，王天瀚，张明明，严见中，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50