靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法及裝置，方法步驟包括：初始化檢測電路檢測獲取小負載電壓<i>U</i>1以及調(diào)壓器的副邊輸出的同步基準電壓<i>U</i>0；根據(jù)被檢測晶閘管閥組的觸發(fā)角范圍初始化生成待測觸發(fā)角集合，分別根據(jù)當前觸發(fā)角<i>α</i>和實際觸發(fā)角<i>β</i>的差值判斷待測觸發(fā)角集合中不同當前觸發(fā)角<i>α</i>下被檢測晶閘管閥組的控制性能符合要求，如果所有當前觸發(fā)角<i>α</i>下均符合要求則判定被檢測晶閘管閥組控制性能符合要求；裝置包括試驗電源、調(diào)壓器、小負載和模擬量記錄模塊和檢測判斷模塊。本發(fā)明具有易于實施、適用于運行現(xiàn)場環(huán)境、成本低的優(yōu)點。
【專利說明】
靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域，具體涉及一種靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]靜止無功補償器(SVC)已經(jīng)發(fā)展成為很成熟的FACTS裝置，其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配電各個環(huán)節(jié)。是作為目前技術(shù)最為先進的無功補償裝置之一，靜止同步無功補償器不再采用大容量的電容器、電感器來產(chǎn)生所需無功功率，而是通過電力電子器件的高頻開關(guān)實現(xiàn)對無功補償技術(shù)質(zhì)的飛躍，特別適用于中高壓電力系統(tǒng)中的動態(tài)無功補償。作為一種沒有旋轉(zhuǎn)部件，快速、平滑可控的動態(tài)無功功率補償裝置，靜止無功補償器是將可控的電抗器和電力電容器并聯(lián)使用。其中電容器可發(fā)出無功功率，可控電抗器可吸收無功功率。通過對電抗器進行調(diào)節(jié)，可以使整個裝置平滑地從發(fā)出無功功率改變到吸收無功功率，并且響應(yīng)快速。
[0003]在靜止無功補償器壽命周期中，不可避免需要對其核心部分晶閘管控制支路的晶閘管控制性能開展現(xiàn)場檢測。因此，需要一種適用于SVC運行現(xiàn)場環(huán)境的簡單、有效的檢測裝置及方法?，F(xiàn)有的針對靜止無功補償器(SVC)的檢測方法較多，但一般只適用于實驗室環(huán)境，如申請?zhí)枮镃N200510102658.4的專利公開的基于多模光纖的靜止無功補償器用光電觸發(fā)與檢測系統(tǒng);再如申請?zhí)枮镃N201310495202.3的專利公開的一種風電場靜止無功補償器的參數(shù)檢測方法及系統(tǒng);這些檢測裝置和方法均過于復雜繁瑣，檢測環(huán)境與場地要求較高，不適用于SVC運行現(xiàn)場環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種易于實施、適用于運行現(xiàn)場環(huán)境、成本低的靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法及裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
本發(fā)明提供一種靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法，步驟包括:
1)將靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組和小負載、調(diào)壓器的副邊依次串聯(lián)形成回路，將所述調(diào)壓器的原邊和試驗電源相連，且所述調(diào)壓器的副邊為靜止無功補償器的控制系統(tǒng)提供同步基準電壓Uo;通過所述試驗電源為被檢測晶閘管閥組和小負載供電，檢測獲取小負載電壓U1以及調(diào)壓器的副邊輸出的同步基準電壓Uo;根據(jù)被檢測晶閘管閥組的觸發(fā)角范圍初始化生成待測觸發(fā)角集合；
2)從待測觸發(fā)角集合中遍歷選擇的當前觸發(fā)角α，在靜止無功補償器的控制系統(tǒng)中設(shè)定觸發(fā)角為當前觸發(fā)角α ；
3 )讀取同步基準電壓Uo的過零點與其后最近時刻小負載電壓山突變點之間的時間差t，根據(jù)i3=t/T*180計算被檢測晶閘管閥組的實際觸發(fā)角β，其中t表示同步基準電壓Uo的過零點與其后最近時刻小負載電壓山突變點之間的時間差，T為10ms，*表示相乘； 4)計算被檢測晶閘管閥組的設(shè)定觸發(fā)角α、實際觸發(fā)角β之間的觸發(fā)角差值，判斷所述觸發(fā)角差值是否小于預(yù)設(shè)閾值，如果小于預(yù)設(shè)閾值則判定當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能符合要求，否則判定當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能不符合要求；
5)判斷待測觸發(fā)角集合是否遍歷完畢，如果遍歷完畢，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟6)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2);
6)判斷是否所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能均符合要求，如果所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能均符合要求，則判定被檢測晶閘管閥組的控制性能符合要求;否則判定被檢測晶閘管閥組的控制性能不符合要求。
[0006]本發(fā)明提供一種靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置，包括試驗電源、調(diào)壓器、小負載和模擬量記錄模塊和檢測判斷模塊，所述試驗電源的輸出端和調(diào)壓器的原邊相連，所述調(diào)壓器的副邊、小負載和靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組依次串聯(lián)形成回路，所述調(diào)壓器的副邊和和靜止無功補償器的控制系統(tǒng)同步基準電壓輸入端相連，所述模擬量記錄模塊的輸入端分別和調(diào)壓器的副邊、小負載的兩端相連，所述模擬量記錄模塊的輸出端和檢測判斷模塊相連。
[0007]優(yōu)選地，所述試驗電源為50Hz三相交流電源。
[0008]優(yōu)選地，所述調(diào)壓器為可變變比調(diào)壓器。
[0009]優(yōu)選地，所述小負載包括至少一個電抗或電阻。
[0010]優(yōu)選地，所述電阻為現(xiàn)場試驗電阻，所述現(xiàn)場試驗電阻為單個電阻器或者兩個以上的電阻器串聯(lián)組成，所述電阻器為可變電阻或者固定阻值電阻。
[0011]優(yōu)選地，所述模擬量記錄模塊為至少具有兩路電壓測量通道的便攜式錄波儀或示波器。
[0012]本發(fā)明靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法基于所述試驗電源為被檢測晶閘管閥組和小負載供電，檢測獲取小負載電壓山以及調(diào)壓器的副邊輸出的同步基準電壓Uo來確定同步基準電壓Uo的過零點與其后最近時刻小負載電壓瓜突變點之間的時間差t;根據(jù)時間差t計算被檢測晶閘管閥組的實際觸發(fā)角β，基于設(shè)定觸發(fā)角α、實際觸發(fā)角β之間的觸發(fā)角差值判斷被檢測晶閘管閥組的控制性能是否符合要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對靜止無功補償器檢測的實施、簡捷、有效的檢測，能夠完全滿足運行現(xiàn)場環(huán)境下靜止無功補償器晶閘管控制性能的檢測，主要具有下述優(yōu)點:
1、更適用于運行現(xiàn)場環(huán)境。試驗電源可選用運行現(xiàn)場380V試驗電源，無需外接試驗電源;調(diào)壓器、小負載等部件可選用常見的現(xiàn)場試驗器件或儀器，適應(yīng)運行現(xiàn)場環(huán)境。
[0013]2、器件或設(shè)備(如試驗電源、調(diào)壓器、小負載和檢測獲取小負載電壓U1以及調(diào)壓器的副邊輸出的同步基準電壓Uo的模擬量記錄模塊)獲取方便。試驗電源可選用運行現(xiàn)場380V試驗電源，無需外接試驗電源；調(diào)壓器、小負載、檢測獲取小負載電壓瓜以及調(diào)壓器的副邊輸出的同步基準電壓Uo的模擬量記錄模塊均可所常見的試驗器件或儀器，上述設(shè)備均為市場成熟設(shè)備，性能參數(shù)不苛刻，無需特制，獲取更加方便。
[0014]3、接線簡單。測試過程中只需解開待檢測的靜止無功補償器晶閘管支路閥組與電抗器之間的一次連線，無需拆開閥組，也無需更改控制系統(tǒng)程序。
[0015]4、當選用運行現(xiàn)場已具備的或常見的無需特制的現(xiàn)場試驗器件或儀器作為本發(fā)明所述的現(xiàn)場檢測裝置時，可大幅度降低成本;若所選用的現(xiàn)場試驗器件或儀器可通用于其他其它現(xiàn)場檢測、試驗時，成本最低，也更方便。這也是本發(fā)明的關(guān)鍵點之一。
[0016]本發(fā)明靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置為本發(fā)明靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法對應(yīng)的裝置，同樣也具有本發(fā)明靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法的前述優(yōu)點，在此不再贅述。
【附圖說明】
[0017]圖1為被檢測靜止無功補償器(現(xiàn)有技術(shù))的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實施例方法的基本流程示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實施例中計算晶閘管組實際觸發(fā)角的原理示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實施例裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下文將以圖1所示靜止無功補償器為例，對本發(fā)明靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法及裝置進行進一步說明，參見圖1，該靜止無功補償器包括分別并聯(lián)連接在電力線路的母線上的三相晶閘管控制支路，每相晶閘管控制支路有24個晶閘管閥組(圖1中簡稱為閥組)，靜止無功補償器的控制系統(tǒng)分別與各個晶閘管閥組的控制端相連，用于控制三相晶閘管控制支路進行無功補償。晶閘管控制支路中各個晶閘管的設(shè)計導通角為120°?165°，根據(jù)設(shè)計要求，導通角誤差應(yīng)小于2°。
[0022]如圖2所示，本實施例靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法的步驟包括:
1)將靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組和小負載、調(diào)壓器的副邊依次串聯(lián)形成回路，將所述調(diào)壓器的原邊和試驗電源相連，且所述調(diào)壓器的副邊為靜止無功補償器的控制系統(tǒng)提供同步基準電壓Uo;通過所述試驗電源為被檢測晶閘管閥組和小負載供電，檢測獲取小負載電壓U1以及調(diào)壓器的副邊輸出的同步基準電壓Uo;根據(jù)被檢測晶閘管閥組的觸發(fā)角范圍(單位:度)初始化生成待測觸發(fā)角集合；
2)從待測觸發(fā)角集合中遍歷選擇的當前觸發(fā)角α，在靜止無功補償器的控制系統(tǒng)中設(shè)定觸發(fā)角為當前觸發(fā)角α ；
3 )讀取同步基準電壓Uo的過零點與其后最近時刻小負載電壓瓜突變點之間的時間差t，根據(jù)i3=t/T*180計算被檢測晶閘管閥組的實際觸發(fā)角β(單位:度)，其中t表示同步基準電壓Uo的過零點與其后最近時刻小負載電壓瓜突變點之間的時間差，T為10ms，*表示相乘;詳見圖3，讀取時間差t時，小負載電壓U1突變點可以是突增也可以是突減；
4)計算被檢測晶閘管閥組的設(shè)定觸發(fā)角α、實際觸發(fā)角β之間的觸發(fā)角差值，判斷所述觸發(fā)角差值是否小于預(yù)設(shè)閾值，如果小于預(yù)設(shè)閾值則判定當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能符合要求，否則判定當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能不符合要求；
5)判斷待測觸發(fā)角集合是否遍歷完畢，如果遍歷完畢，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟6)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2);
6)判斷是否所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能均符合要求，如果所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能均符合要求，則判定被檢測晶閘管閥組的控制性能符合要求;否則判定被檢測晶閘管閥組的控制性能不符合要求。
[0023]本實施例中，晶閘管設(shè)計導通角為120°?165°，根據(jù)設(shè)計要求導通角誤差應(yīng)小于2°，確定的待測觸發(fā)角集合具體包括120°和140°，預(yù)設(shè)閾值為2°。分別采用本實施例方法對靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組Α#1、Β#1和C#1進行了檢測，最終得到結(jié)果如下:被檢測晶閘管閥組A#l:在當前觸發(fā)角α為120°的情況下，時間差t=6.7ms，實際觸發(fā)角β=120.6°，其觸發(fā)角差值為0.6° ;在當前觸發(fā)角α為140°的情況下，時間差t=7.8ms，實際觸發(fā)角β=140.4°，其觸發(fā)角差值為0.4°。兩個觸發(fā)角差值均小于預(yù)設(shè)閾值2°，因此所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組A#1的控制性能均符合要求，判定被檢測晶閘管閥組A#1的控制性能符合要求。被檢測晶閘管閥組B#l:在當前觸發(fā)角α為120°的情況下，時間差t=6.6ms，實際觸發(fā)角β=118.8°，其觸發(fā)角差值為1.2° ;在當前觸發(fā)角α為140°的情況下，時間差t=7.7ms，實際觸發(fā)角￠=138.6°，其觸發(fā)角差值為1.4°。兩個觸發(fā)角差值均小于預(yù)設(shè)閾值2°，因此所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組B#1的控制性能均符合要求，判定被檢測晶閘管閥組B#1的控制性能符合要求。被檢測晶閘管閥組C#l:在當前觸發(fā)角α為120°的情況下，時間差t=6.81118，實際觸發(fā)角0=122.4°，其觸發(fā)角差值為2.4° ;在當前觸發(fā)角α為140°的情況下，時間差t=7.9ms，實際觸發(fā)角β=142.2°，其觸發(fā)角差值為2.2°。兩個觸發(fā)角差值均大于預(yù)設(shè)閾值2°，因此所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組C#1的控制性能均不符合要求，判定被檢測晶閘管閥組C#1的控制性能不符合要求。按照上述檢測步驟，依次對其他晶閘管閥組逐對開展現(xiàn)場檢測，并依據(jù)上述判定原則，做出結(jié)論。
[0024]如圖4所示，本實施例靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置包括試驗電源1、調(diào)壓器2、小負載3和模擬量記錄模塊4和檢測判斷模塊5，試驗電源I的輸出端和調(diào)壓器2的原邊相連，調(diào)壓器2的副邊、小負載3和靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組依次串聯(lián)形成回路，調(diào)壓器2的副邊和和靜止無功補償器的控制系統(tǒng)同步基準電壓輸入端相連，模擬量記錄模塊4的輸入端分別和調(diào)壓器2的副邊、小負載3的兩端相連，模擬量記錄模塊4的輸出端和檢測判斷模塊5相連。試驗電源I為本實施例靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置提供電源;調(diào)壓器2原邊與試驗電源I輸出的交流電源相連;調(diào)壓器2副邊為待檢測的靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組提供檢測電源，并同時為待檢測的靜止無功補償器控制系統(tǒng)提供同步基準電壓;小負載3作為待檢測的靜止無功補償器晶閘管控制的虛擬負載，并用于防止檢測回路電流過大，模擬量記錄模塊4用于采集待檢測的靜止無功補償器控制系統(tǒng)同步基準電壓和小負載兩端電壓，檢測判斷模塊5則用于根據(jù)模擬量記錄模塊4采集的數(shù)據(jù)，執(zhí)行本實施例靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法的前述步驟4)?7)，該靜止無功補償器的現(xiàn)場檢測裝置及其方法易于實施，尤其適用于運行現(xiàn)場環(huán)境，成本低。
[0025]本實施例中，試驗電源I為50Hz三相交流電源，具體為380V電源，可輸出功率不小于200W(單相)。
[0026]本實施例中，調(diào)壓器2為可變變比調(diào)壓器，變比可根據(jù)試驗電源選定調(diào)整至380:100，原邊輸入380V電壓，副邊輸出電壓為10V，容量不小于600W。
[0027]小負載3可以根據(jù)需要采用至少一個電抗或電阻。本實施例中，小負載3具體采用三個串聯(lián)的電阻，每個阻抗值50-90 Ω (50Hz)，最大持續(xù)電流不低于2A，最大電壓不低于100V( 50Hz) o本實施例中，電阻為現(xiàn)場試驗電阻，現(xiàn)場試驗電阻為單個電阻器或者兩個以上的電阻器串聯(lián)組成，電阻器為可變電阻或者固定阻值電阻。
[0028]本實施例中，模擬量記錄模塊4為至少具有兩路電壓測量通道的便攜式錄波儀或示波器，采樣周期應(yīng)小于lms。
[0029]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測方法，其特征在于步驟包括: 1)將靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組和小負載、調(diào)壓器的副邊依次串聯(lián)形成回路，將所述調(diào)壓器的原邊和試驗電源相連，且所述調(diào)壓器的副邊為靜止無功補償器的控制系統(tǒng)提供同步基準電壓Uo;通過所述試驗電源為被檢測晶閘管閥組和小負載供電，檢測獲取小負載電壓U1以及調(diào)壓器的副邊輸出的同步基準電壓Uo;根據(jù)被檢測晶閘管閥組的觸發(fā)角范圍初始化生成待測觸發(fā)角集合； 2)從待測觸發(fā)角集合中遍歷選擇的當前觸發(fā)角α，在靜止無功補償器的控制系統(tǒng)中設(shè)定觸發(fā)角為當前觸發(fā)角α ； 3)讀取同步基準電壓Uo的過零點與其后最近時刻小負載電壓瓜突變點之間的時間差t，根據(jù)β=?/Τ*180計算被檢測晶閘管閥組的實際觸發(fā)角β，其中t表示同步基準電壓Uo的過零點與其后最近時刻小負載電壓瓜突變點之間的時間差，T為10ms，*表示相乘； 4)計算被檢測晶閘管閥組的設(shè)定觸發(fā)角α、實際觸發(fā)角β之間的觸發(fā)角差值，判斷所述觸發(fā)角差值是否小于預(yù)設(shè)閾值，如果小于預(yù)設(shè)閾值則判定當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能符合要求，否則判定當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能不符合要求； 5)判斷待測觸發(fā)角集合是否遍歷完畢，如果遍歷完畢，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟6)，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2); 6)判斷是否所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能均符合要求，如果所有當前觸發(fā)角α下被檢測晶閘管閥組的控制性能均符合要求，則判定被檢測晶閘管閥組的控制性能符合要求;否則判定被檢測晶閘管閥組的控制性能不符合要求。2.—種靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置，其特征在于:包括試驗電源(I)、調(diào)壓器(2)、小負載(3)和模擬量記錄模塊(4)和檢測判斷模塊(5)，所述試驗電源(I)的輸出端和調(diào)壓器(2)的原邊相連，所述調(diào)壓器(2)的副邊、小負載(3)和靜止無功補償器中的被檢測晶閘管閥組依次串聯(lián)形成回路，所述調(diào)壓器(2)的副邊和和靜止無功補償器的控制系統(tǒng)同步基準電壓輸入端相連，所述模擬量記錄模塊(4)的輸入端分別和調(diào)壓器(2)的副邊、小負載(3)的兩端相連，所述模擬量記錄模塊(4)的輸出端和檢測判斷模塊(5)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置，其特征在于，所述試驗電源(I)為50Hz三相交流電源。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置，其特征在于，所述調(diào)壓器(2 )為可變變比調(diào)壓器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置，其特征在于，所述小負載(3)包括至少一個電抗或電阻。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置，其特征在于，所述電阻為現(xiàn)場試驗電阻，所述現(xiàn)場試驗電阻為單個電阻器或者兩個以上的電阻器串聯(lián)組成，所述電阻器為可變電阻或者固定阻值電阻。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜止無功補償器晶閘管閥組控制性能現(xiàn)場檢測裝置，其特征在于，所述模擬量記錄模塊(4)為至少具有兩路電壓測量通道的便攜式錄波儀或示波器。
【文檔編號】G01R31/28GK105823980SQ201610288348
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】吳晉波, 劉海峰, 李理, 蔡昱華, 郭思源, 李振文, 洪權(quán), 李大公, 劉宇, 陳宏 , 潘偉
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學研究院