[发明专利]一种三相不平衡负荷自动调补的实验装置及其控制方法

说明书

技术领域：

本发明属于输配电技术领域，特别涉及一种三相不平衡负荷自动调补的实验装置及其控制方法。

背景技术：

三相负荷不平衡对电力系统有诸多不利影响，目前，对于输配电系统三相不平衡负荷补偿的研究有很多，主要集中在对于无功补偿装置本体设计、无功补偿装置控制策略和方法，由于诸多限制条件，许多先进算法和控制策略还是停留在理论推导和计算机仿真阶段，少数的能够进行实地试验，都需要进行大量的准备工作，成本较高。因此，通用的三相不平衡负荷自动调补实验平台成为进行各种不平衡补偿策略试验合适的选择，实验平台必须要有负载装置才能够实现其功能。无功补偿主要针对工业中的电弧炉，电焊机，电气化铁路等负载，这些负载能在短时间内对系统造成无功冲击，造成系统严重三相不平衡，在实验平台上模拟此类负载，需要快速、准确的控制负荷的变化。同时，电力系统中大量存在的单相用电设备，随机性和不确定性强，因此一种能将感性、容性和电阻负载以多种拓扑结构、快速准确的投切于系统的负载模拟实验装置具有重大的现实意义。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于三相不平衡负荷自动调补的实验装置及其控制方法，以便在实验室环境下对各种实际工业和民用负载进行模拟，并且能够很好的评估自动调补装置的调补效果，模拟真实性强，成本较低，易于实现。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明的三相不平衡负荷自动调补的实验装置包括自动调补装置部分，负载模拟部分和检测、显示与控制部分。所述自动调补装置部分包括电力电容器和智能编组负荷开关；所述负载模拟部分包括组分相同的A相、B相、C相，开关电源，模拟量输出模块和继电器输出模块，ABC三相中每相包括阻抗固定的单相非线性电抗器、单相阻抗可调的磁控电抗器、单相电容器、单相电阻、单相交流接触器、反并联晶闸管和中间继电器，上述A相、B相、C相模拟负载通过塑壳断路器接入电网；所述检测、显示与控制部分包括电流互感器、塑壳断路器、三相数显电流表、三相电力监测仪表、协议转换模块(485转以太网模块)、485总线、以太网网线和上位机。上位机通过运行负载模拟算法来控制负载模拟部分各相模拟负载的投切来评估自动调补装置部分的调补效果。

电路连接：

所述负载模拟部分与电网连接，自动调补装置部分与电网连接，且与负载模拟部分并联，且位于负载模拟部分前面，检测、显示与控制部分的三相数显电流表与负载模拟侧电网电流互感器连接，检测、显示与控制部分的三相电力监测仪表与自动调补装置部分接入点电网连接。

所述自动调补装置部分包括电力电容器和智能编组负荷开关，电力电容器的两端分别和智能编组负荷开关连接，智能编组负荷开关和电网连接。

所述负载模拟部分包括组分相同的A相、B相、C相，开关电源，模拟量输出模块和继电器输出模块，ABC三相中每相包括阻抗固定的单相非线性电抗器、单相阻抗可调的磁控电抗器、单相电容器、单相电阻、单相交流接触器、反并联晶闸管和中间继电器。所述A相、B相和C相模拟负载采用三相四线制星形连接，且每相由四个支路并联组成，电路连接为：C相：单相阻抗可调的磁控电抗器一端和单相交流接触器连接，单相交流接触器的另一端连接反并联晶闸管的一端，反并联晶闸管的另一端连接中间继电器触点一端；阻抗固定的单相非线性电抗器一端连接到单相交流接触器一端，单相交流接触器另一端和中间继电器触点一端连接；单相电容器一端连接到单相交流接触器一端，单相交流接触器的另一端和中间继电器触点一端连接；单相电阻一端连接到单相交流接触器一端，单相交流接触器的另一端和中间继电器触点一端连接；单相阻抗可调的磁控电抗器的另一端和阻抗固定的单相非线性电抗器的另一端，单相电容器的另一端以及单相电阻的另一端连接在一起；中间继电器触点的另一端连接在一起且和中性线连接。所述A相、B相电路连接和C相完全相同。最后A相、B相和C相组成星形连接通过塑壳断路器接至电网。