[发明专利]一种谐波对并联电容器温升及损耗影响的试验系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统及电力设备技术领域，尤其涉及一种谐波对并联电容器温升及损耗影响试验系统及试验方法。

背景技术

目前大功率电力电子装置是电力系统的重要污染源之一，会在电网中产生大量的谐波电压和谐波电流，这对电力系统的运行会产生许多不良影响，使电能的生产、传输和使用的效率下降，附加损耗增加，严重时可导致电气设备的故障或损坏。另外，有谐波的电力系统中装设无功功率补偿电容器时，在某些条件下会使谐波放大，甚至引起电力系统局部谐振，导致电力电容器中谐波电流过大，严重时电容器中的电流可能超过其额定电流，以至造成电力电容器的故障或损坏。

因此，对有谐波源电力系统中电容器的运行状态进行分析，确定谐波电流对电容器的影响与系统参数的关系，明确电容器因谐波电流而过载应采取的措施，对保证电容器在谐波条件下的安全运行是十分必要的。而当下对于并联电力电容器发热的研究分析，大部分处于理论分析阶段，目前针对电容器温升的试验方法仅仅规定了应给装置施加不低于额定电压，并使装置容量在试验过程中等于1.35Q_N，并没有明确谐波对电容器温升及损耗影响的试验方法。现有试验方法并不能直观给出谐波与电力电容器温升、损耗的关系，这是因为没有合适的谐波对于电力电容器温升、损耗试验测量的方法。

发明内容

为了解决现有技术中并联电力电容器温升及损耗的试验方法的问题，本发明提供了一种能够科学有效地进行谐波对并联电容器温升及损耗影响试验的系统及方法。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种谐波对并联电容器温升及损耗影响的试验系统，包括谐波源、电压电流互感器和多个电容器，其特征在于：还包括电能质量分析仪、波形记录仪和红外热成像仪，所述谐波源能够发出不同幅值和相位的基波和各次谐波传输给电压电流互感器，所述电压电流互感器通过数据线与电容器相连接，所述电能质量分析仪通过电压电流互感器对流过电容器的电压及电流进行实时监测，波形记录仪接收电压电流互感器信号，记录真实的电压电流波形数据用来进行损耗的分析，所述红外热成像仪对准电容器，记录电容器的红外图谱用来检测电容器表面温度。

前述的一种谐波对并联电容器温升及损耗影响的试验系统，其特征在于：还包括水银温度计，三支水银温度计至于盛有油的容器中，取其平均值用来记录环境温度。

一种谐波对并联电容器温升及损耗影响的试验方法，其特征在于：采用恒基波法、恒电压法和恒电流法测试和记录电容器温升值及损耗，恒基波法保持基波电压不变增加谐波电压进行温升及损耗试验；恒电压法降低基波电压，增加谐波电压，使谐波源输出的总电压与电容器额定电压一致时进行温升及损耗试验，恒电流法降低基波电压，增加谐波电压，使流过电容器的总电流等于电容器额定电流时进行温升及损耗试验，三种方法所加谐波电压与基波电压初相位相同。

前述的一种谐波对并联电容器温升及损耗影响的试验方法，其特征在于：所述恒基波法，具体包括以下步骤：

步骤S101：调节谐波源，使谐波源发出的基波电压U₁等于电容器的额定电压U_N；

步骤S102：调节谐波源，使谐波源发出不同次数及不同含量的谐波电压U_h，观察记录电容器的温度变化，记录每种情况下的电压电流实际值；

步骤S103：重复步骤S102，获取更多数据。

前述的一种谐波对并联电容器温升及损耗影响的试验方法，其特征在于：所述恒电压法，具体包括以下步骤：

步骤S201：调节谐波源，使谐波源输出的基波电压U₁等于电容器的额定电压U_N；

步骤S202：根据恒电压法计算公式，调节谐波源，使谐波源发出的基波电压U₁降低，每次实验只施加单一次谐波电压U_h，保证谐波源输出的总电压有效值U_Σ恒等于电容器的额定电压U_N，观察记录电容器的温度变化，记录每种情况下的电压电流实际值；

步骤S203：根据恒电压法计算公式，调节谐波源，使谐波源发出的基波电压U₁降低，每次实验施加混叠次谐波电压U_m，保证谐波源输出的总电压有效值U_Σ恒等于电容器的额定电压U_N，观察记录电容器的温度变化，记录每种情况下的电压电流实际值；步骤S204：重复步骤S202和S203，获取更多数据。