图1-1 光伏逆变器高低电压穿越检测平台原理图
 
图1-1中，CB1、CB3为平台输入、输出断路器；CB2为限流电抗器旁路断路器；CB4为低穿支路断路器；CB5为高穿支路断路器；QA、QB、QC为负荷开关，用于相序选择；QN为零线负荷开关，用于接地控制；通过QA、QB、QC、QN的组合，可以实现任意单相、两相和三相电压跌落/升高。
 
每相串联电抗器（限流电抗器）及开关组合方式、每相并联电抗器（短路电抗器）及开关组合方式如图1-2所示，电抗器采取8421组合方式，通过与开关的组合，可以形成0-15共16种组合。2组8421电抗器可以形成256种组合，通过此方式可以形成0-90%范围内非常精细的电压跌落值。
 
平台输入、输出侧配置电压电流测量装置，高穿和低穿支路配置电流测量装置，电压测量装置可以采用PT或电压传感器，电流测量装置采用罗氏线圈，测量装置二次测量信号提供给录波仪进行录播分析。
 
1.2 技术指标
 
    
 
     
 
      
 
       
 
序号
 
 
       
 
参数名称
 
 
       
 
数值
 
 
      
 
      
 
       
 
1
 
 
       
 
额定电压
 
 
       
 
380V
 
 
      
 
      
 
       
 
2
 
 
       
 
额定频率
 
 
       
 
50Hz
 
 
      
 
      
 
       
 
3
 
 
       
 
额定容量
 
 
       
 
1.26MVA
 
 
      
 
      
 
       
 
4
 
 
       
 
额定电流
 
 
       
 
1914A
 
 
      
 
      
 
       
 
5
 
 
       
 
接线方式
 
 
       
 
3相+N+GND
 
 
      
 
      
 
       
 
6
 
 
       
 
故障种类
 
 
       
 
任意单相、任意两相、三相
 
 
      
 
      
 
       
 
7
 
 
       
 
电压跌落幅值
 
 
       
 
0-90%，步长5%，误差小于±5%，全自动化操作，无需手动。
 
 
      
 
      
 
       
 
8
 
 
       
 
电压跌落持续时间
 
 
       
 
100ms~1min设定，误差小于20ms。
 
90%、85%：（GB 2000ms）60s
 
75%：（GB 1500ms）60s
 
50%：（GB 1214ms）30s
 
35%：（GB 920ms）10s
 
20%：（GB 625ms）5s
 
0%：（GB 150ms）5s
 
 
      
 
      
 
       
 
9
 
 
       
 
电压升高幅值
 
 
       
 
100-140%，步长5%，误差小于±5%，全自动化操作，无需手动。
 
 
      
 
      
 
       
 
10
 
 
       
 
电压升高持续时间
 
 
       
 
100ms~1min设定，误差小于20ms。
 
140%、135%：1s
 
130%：（GB 500ms）1s
 
125%：60s
 
120%：（GB 10s）60s
 
115%：60s
 
110：长期
 
 
      
 
      
 
       
 
11
 
 
       
 
电压互感器
 
 
       
 
0.5级，霍尔传感器，±5V，对外提供BNC插座，便于客户使用示波器或录波仪。
 
 
      
 
      
 
       
 
12
 
 
       
 
电流互感器
 
 
       
 
0.5级，罗氏线圈，±5V，对外提供BNC插座，便于客户使用示波器或录波仪。
 
 
      
 
      
 
       
 
13
 
 
       
 
操作方式
 
 
       
 
本地/远程，通信接口RJ45、RS485，提供通讯协议，客户可通过自有控制系统控制、读取等设备信息。
 
 
      
 
     
 
    
 
1.3 理论计算
 
1.3.1 低穿
 
根据测试标准，限流电抗投入后测试点的短路容量应为被测逆变器额定有功功率的3倍以上，客户被测逆变器容量为1.26MW，因此，系统电源及配变容量至少3.78MW，目前系统下显然是做不到的。因此，在现有电源及配变情况下，只能以1250kVA配变不跳闸，且配变出口电压跌落小于10%作为约束条件，能够满足400kW逆变器全部试验，同时兼容未来配变扩容到4000kVA时，能够保证1260kW逆变器试验。
 
客户现场配变容量1250kVA，阻抗压降6%，计算出配变漏感为0.022mH，额定电流1900A。经过计算选取串联电抗XS=0.38mH、并联电抗XP=0.38mH时，可以形成0-90%范围内电压跌落值，具体请见excel计算列表。
 
1.3.2高穿
 
利用容性电流在串联电感上产生的压降可以提升电网电压，其中电阻R用于限流，根据LCR电路幅频特性可以得出100-140%范围内的电压升高。
 
经过计算支撑电容选取19mF，步长为1mF，通过19只接触器进行灵活投切，可以产生1-19mF，步长为1mF的共19种容值。
 
0.05Ω、0.1Ω、0.2Ω三种限流电阻及开关组合可以产生0.05Ω、0.1Ω、0.15Ω、0.2Ω、0.25Ω、0.3Ω、0.35Ω共7种电阻。同时串联电抗有15种组合，根据L、C、R三者均可调，理论上可以产生19*7*15=1995种组合，具体请见excel计算列表。
 
1.4 系统保护
 
考虑到装置为户外集装箱应用场景，装置输入、输出侧配置过浪涌电压抑制器，以防止雷击和操作过电压。
 
串联电抗器、并联电抗器、限流电阻和支撑电容配置温度传感器，实时检测温度状态，并远传  位机，可触发门限报警。
 
集装箱内配置温湿度控制器，实时检测箱体内温度、湿度，并远传  位机，可触发门限报警。
 
输入输出断路器为智能型断路器，配置三段式过电流保护，定值可整定。
 
 
  
 
 
 
 
2、测控功能（1）负载测试：可加载额定值以内的任意功率，测量并显示发电机组稳态三相电压、电流、有功功率、功率因数、频率、运行时间等参数。（2）一键式加减载：无论采用手动开关或软件控制时，均可先设置好功率值，再启动总加载开关，负载才会按预设值加载，从而避免功率调整过程中造成负载波动。（3）控制方式选择：可以选择本地、远程、智能方式控制负载。（4）本地控制：负载配有本地控制面板（宽深不超过800mm*600mm），并划分出若干功率档位，可通过开关控制加载。（5）智能控制：通过电脑上的数据管理软件控制负载，实现自动加载，并对测试数据进行显示、记录和管理，生成各种曲线、图表，并支持打印。（6）控制方式互锁：系统配有控制方式选择开关，选择任一种控制方式后，通过其余方式进行的操作无效，避免多重操作造成的冲突。（7）本地仪表显示数据：通过本地测量仪表可显示三相相电压、相电流、有功功率、功率因数、频率等参数。