本發(fā)明涉及電網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種mec電能模擬工裝。

背景技術(shù)：

在我國(guó)的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，存在如下幾個(gè)主要問(wèn)題：

1、功率因數(shù)低

隨著人們生活水平的提高和家用電器的普及，大量采用電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和電力電子裝置獲得廣泛應(yīng)用，此類設(shè)備無(wú)功需求大，并產(chǎn)生大量高次諧波電流，造成整個(gè)低壓電網(wǎng)的功率因數(shù)很低，約在0.65－0.70之間，導(dǎo)致線損較高，對(duì)工業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，將因功率因數(shù)低而產(chǎn)生額外的無(wú)功罰款。

2、電壓合格率低

隨著供電半徑的增大在線路上會(huì)產(chǎn)生很大的電壓降，通常農(nóng)網(wǎng)末端用戶電壓低，設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行；而城市電網(wǎng)在夜間負(fù)荷較輕時(shí)，由于電纜的大量采用，又會(huì)出現(xiàn)電壓偏高問(wèn)題；同時(shí)配變的時(shí)段性負(fù)荷峰谷變化對(duì)電壓影響顯著，因負(fù)荷變化引起日電壓差可超過(guò)50v，也是電壓不合格的重要原因。

電壓過(guò)低的危害---

設(shè)備無(wú)法正常工作，燒毀電動(dòng)機(jī)、增大線損、降低輸送能力等；

電壓過(guò)高的危害---

增加配變損耗，產(chǎn)生諧波、影響用電設(shè)備壽命等；

3、三相不平衡嚴(yán)重

在我國(guó)的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中，主要采用三相四線制的配電方式，由于低壓電網(wǎng)是三相生產(chǎn)用電與單相負(fù)載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)，而且單相用電的不同時(shí)性、臨時(shí)性等問(wèn)題，導(dǎo)致低壓電網(wǎng)的三相不平衡問(wèn)題一直十分突出，難以通過(guò)固定調(diào)配負(fù)荷的方式解決。

三相負(fù)荷不平衡及中性線電流的存在，大幅增加線路和配變損耗；

零序電流的存在，將使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱，配變的繞組絕緣因過(guò)熱而加快老化，導(dǎo)致設(shè)備壽命降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致變壓器發(fā)熱燒毀；

由于三相不平衡，影響變壓器出力，單相出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)載，保護(hù)動(dòng)作，無(wú)法繼續(xù)供電，需要擴(kuò)容解決；

中心點(diǎn)電壓偏移，造成重載相電壓偏低，輕載相電壓偏高，危及設(shè)備安全；同時(shí)造成用戶側(cè)三相電壓不平衡，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低。電動(dòng)機(jī)的溫升和無(wú)功損耗，也將隨三相電壓的不平衡度而增大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性大幅降低。

4、諧波問(wèn)題

諧波電流在變壓器中，產(chǎn)生附加高頻渦流鐵損，使變壓器過(guò)熱，降低了變壓器的輸出容量，使變壓器的噪聲增大，嚴(yán)重影響變壓器的壽命；

諧波電流的趨膚效應(yīng)使導(dǎo)線等效截面變小，增加線路的損耗；

諧波電壓、電流對(duì)附近的通訊設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾；

諧波產(chǎn)生的暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓破壞設(shè)備絕緣，引發(fā)三相短路，燒毀變壓器；

諧波電壓、電流會(huì)引起公共電網(wǎng)中局部產(chǎn)生并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，造成嚴(yán)重事故。

現(xiàn)有我國(guó)配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置絕大多數(shù)采用并聯(lián)電容電抗器投切方式，常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備存在如下問(wèn)題：

終端電網(wǎng)工況復(fù)雜，補(bǔ)償裝置易發(fā)生諧振，故障率高，特別應(yīng)用在諧波畸變率比較高的站點(diǎn)更為突出；電容器封閉式結(jié)構(gòu)，散熱差，壽命短，容量衰減速度快，運(yùn)行維護(hù)成本高；無(wú)功功率固定或階梯補(bǔ)償，易過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償，自動(dòng)化程度低，響應(yīng)速度慢，難以適應(yīng)用電設(shè)備無(wú)功的大幅度變化。

解決上述問(wèn)題的最佳方案是，遵從就地補(bǔ)償、就地治理的原則，在0.4kv配電網(wǎng)上，直接加裝無(wú)功補(bǔ)償及電能質(zhì)量治理設(shè)備。

但是無(wú)功補(bǔ)償及電能質(zhì)量治理設(shè)備在投入配電網(wǎng)使用之前，必須要經(jīng)過(guò)一系列的檢測(cè)，在進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)必須先行模擬電能在實(shí)際使用過(guò)程中存在的一系列問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)以及優(yōu)化。

如何將模擬電能與電能優(yōu)化設(shè)備優(yōu)化的過(guò)程表現(xiàn)清楚，針對(duì)性的進(jìn)行檢測(cè)和優(yōu)化是現(xiàn)在電能優(yōu)化設(shè)備的生產(chǎn)和檢測(cè)過(guò)程中的關(guān)鍵過(guò)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種mec電能模擬工裝，模擬電能在實(shí)際使用過(guò)程中常見(jiàn)的有功、無(wú)功、諧波問(wèn)題，用于對(duì)電能優(yōu)化設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)以及優(yōu)化。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種mec電能模擬工裝，由動(dòng)力柜室、電抗柜室和電阻柜室組成，包括輸出饋電電路、無(wú)功系統(tǒng)電路和有功系統(tǒng)電路，所述輸出饋電電路包括開(kāi)關(guān)電源和主開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)電源為220交流三相四線電源，所述開(kāi)關(guān)電源包括a相、b相、c相和零線n，所述主開(kāi)關(guān)的輸入端與所述開(kāi)關(guān)電源通過(guò)線路連接；所述無(wú)功系統(tǒng)電路包括第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器、第一支路開(kāi)關(guān)、第二支路開(kāi)關(guān)、第三支路開(kāi)關(guān)，所述第一電流互感器、所述第二電流互感器、所述第三電流互感器的輸入端分別通過(guò)所述主開(kāi)關(guān)與所述a相、b相、c相連接，所述第一支路開(kāi)關(guān)、所述第二支路開(kāi)關(guān)、所述第三支路開(kāi)關(guān)的輸入端分別與所述第一電流互感器、所述第二電流互感器、所述第三電流互感器的輸出端通過(guò)線路連接；所述有功系統(tǒng)電路包括第一反并聯(lián)可控硅、第二反并聯(lián)可控硅、第三反并聯(lián)可控硅、第一不銹鋼電阻器、第二不銹鋼電阻器、第三不銹鋼電阻器，所述第一反并聯(lián)可控硅、所述第二反并聯(lián)可控硅、所述第三反并聯(lián)可控硅的輸入端分別與所述第一支路開(kāi)關(guān)、所述第二支路開(kāi)關(guān)、所述第三支路開(kāi)關(guān)的輸出端通過(guò)線路連接，所述第一不銹鋼電阻器、所述第二不銹鋼電阻器、所述第三不銹鋼電阻器的輸入端分別與所述第一反并聯(lián)可控硅、所述第二反并聯(lián)可控硅、所述第三反并聯(lián)可控硅的輸出端通過(guò)線路連接，所述第一不銹鋼電阻器、所述第二不銹鋼電阻器、所述第三不銹鋼電阻器的輸出端分別與所述零線n通過(guò)線路連接；

所述輸出饋電電路安裝在所述動(dòng)力柜室內(nèi)，所述無(wú)功系統(tǒng)電路安裝在所述電抗柜室內(nèi)，所述有功系統(tǒng)電路安裝在所述電阻柜室內(nèi)；所述動(dòng)力柜室包括主控臺(tái)，所述主控臺(tái)與所述電抗柜室、所述電阻柜室實(shí)現(xiàn)控制連接；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述動(dòng)力柜室為gdd低壓配電柜；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器的兩側(cè)分別并聯(lián)有電流表，所述電流表為指針電流表或數(shù)顯電流表的一種；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述第一反并聯(lián)可控硅、所述第二反并聯(lián)可控硅、所述第三反并聯(lián)可控硅均裝有風(fēng)冷散熱片；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述動(dòng)力柜室、所述電阻柜室、所述電抗柜室分別安裝有避雷器；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述主開(kāi)關(guān)、所述第一支路開(kāi)關(guān)、所述第二支路開(kāi)關(guān)、所述第三支路開(kāi)關(guān)均為塑殼斷路器。

在使用過(guò)程中，輸出饋電電路負(fù)責(zé)提供電源及控制保護(hù)；有功系統(tǒng)電路一是用來(lái)投入或切除不銹鋼電阻器，利用不銹鋼電阻器提供純有功功率，二是利用反并聯(lián)可控制硅的投入或切除產(chǎn)生系統(tǒng)諧波，無(wú)功系統(tǒng)電路用來(lái)投入或切除電流互感器產(chǎn)生無(wú)功功率；反應(yīng)到三個(gè)柜室上則表現(xiàn)為，動(dòng)力柜室由主控臺(tái)控制電阻柜室和電抗柜室，通過(guò)主控臺(tái)的開(kāi)關(guān)或者旋鈕等控制有功、無(wú)功、諧波的投切，模擬現(xiàn)實(shí)的配電電路中有功、無(wú)功、諧波的發(fā)生狀況，然后投入到下一工序的mec電能優(yōu)化設(shè)備以檢測(cè)電能質(zhì)量的優(yōu)化治理效果。

本發(fā)明的突出有益效果：

本發(fā)明的一種mec電能模擬工裝，由動(dòng)力柜室、電抗柜室和電阻柜室組成，包括輸出饋電電路、無(wú)功系統(tǒng)電路和有功系統(tǒng)電路，其中輸出饋電電路安裝在動(dòng)力柜室內(nèi)，無(wú)功系統(tǒng)電路安裝在電抗柜室內(nèi)，有功系統(tǒng)電路安裝在電阻柜室內(nèi)；輸出饋電電路負(fù)責(zé)提供電源及控制保護(hù)，有功系統(tǒng)電路一是用來(lái)投入或切除不銹鋼電阻器，利用不銹鋼電阻器提供純有功功率，二是利用反并聯(lián)可控制硅的投入或切除產(chǎn)生系統(tǒng)諧波，無(wú)功系統(tǒng)電路用來(lái)投入或切除電流互感器產(chǎn)生無(wú)功功率，以模擬配電電路中有功、無(wú)功、諧波的發(fā)生狀況，然后投入到下一工序的mec電能優(yōu)化設(shè)備以檢測(cè)電能質(zhì)量的優(yōu)化治理效果；本發(fā)明的電路設(shè)計(jì)合理，能夠?qū)⑴潆婋娋W(wǎng)中常見(jiàn)的有功、無(wú)功、諧波問(wèn)題盡可能的模擬復(fù)原出來(lái)，以投入下一工序的優(yōu)化治理中，為優(yōu)化設(shè)備的檢測(cè)和優(yōu)化提供可靠的技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明概念框圖。

圖2本發(fā)明的原理電路簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以便對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、所解決的技術(shù)問(wèn)題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征和帶來(lái)的技術(shù)效果有更進(jìn)一步的了解，需要說(shuō)明的是，對(duì)這些實(shí)施方式的說(shuō)明是示意性的，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的具體限定。

在下文的實(shí)施案例中，選用的設(shè)備型號(hào)分別如下：開(kāi)關(guān)電源的型號(hào)為ac220v/dc24v，主開(kāi)關(guān)的型號(hào)為nm1-400s/3200，電流互感器的型號(hào)為bh0.66250/530ii，電流表型號(hào)為42l6250a，之路開(kāi)關(guān)的型號(hào)為nm1-250s/3200，反并聯(lián)可控硅的型號(hào)為kp200a1000v（1600v），不銹鋼電阻器的型號(hào)為zx28-1.1。

本發(fā)明的一種mec電能模擬工裝，由動(dòng)力柜室10、電抗柜室20和電阻柜室30組成，包括輸出饋電電路1、無(wú)功系統(tǒng)電路2和有功系統(tǒng)電路3，所述輸出饋電電路1包括開(kāi)關(guān)電源ac和主開(kāi)關(guān)qf，所述開(kāi)關(guān)電源ac為220交流三相四線電源，所述開(kāi)關(guān)電源ac包括a相、b相、c相和零線n，所述主開(kāi)關(guān)qf的輸入端與所述開(kāi)關(guān)電源ac通過(guò)線路連接；所述無(wú)功系統(tǒng)電路2包括第一電流互感器ta1、第二電流互感器ta2、第三電流互感器ta3、第一支路開(kāi)關(guān)qs1、第二支路開(kāi)關(guān)qs2、第三支路開(kāi)關(guān)qs3，所述第一電流互感器ta1、所述第二電流互感器ta2、所述第三電流互感器ta3的輸入端分別通過(guò)所述主開(kāi)關(guān)qf與所述a相、b相、c相連接，所述第一支路開(kāi)關(guān)qs1、所述第二支路開(kāi)關(guān)qs2、所述第三支路開(kāi)關(guān)qs3的輸入端分別與所述第一電流互感器ta1、所述第二電流互感器ta2、所述第三電流互感器ta3的輸出端通過(guò)線路連接；所述有功系統(tǒng)電路3包括第一反并聯(lián)可控硅kp1、第二反并聯(lián)可控硅kp2、第三反并聯(lián)可控硅kp3、第一不銹鋼電阻器r1、第二不銹鋼電阻器r2、第三不銹鋼電阻器r3，所述第一反并聯(lián)可控硅kp1、所述第二反并聯(lián)可控硅kp2、所述第三反并聯(lián)可控硅kp3的輸入端分別與所述第一支路開(kāi)關(guān)qs1、所述第二支路開(kāi)關(guān)qs2、所述第三支路開(kāi)關(guān)qs3的輸出端通過(guò)線路連接，所述第一不銹鋼電阻器r1、所述第二不銹鋼電阻器r2、所述第三不銹鋼電阻器r3的輸入端分別與所述第一反并聯(lián)可控硅kp1、所述第二反并聯(lián)可控硅kp2、所述第三反并聯(lián)可控硅kp3的輸出端通過(guò)線路連接，所述第一不銹鋼電阻器r1、所述第二不銹鋼電阻器r2、所述第三不銹鋼電阻器r3的輸出端分別與所述零線n通過(guò)線路連接；

所述輸出饋電電路1安裝在所述動(dòng)力柜室10內(nèi)，所述無(wú)功系統(tǒng)電路2安裝在所述電抗柜室20內(nèi)，所述有功系統(tǒng)電路3安裝在所述電阻柜室30內(nèi)；所述動(dòng)力柜室10包括主控臺(tái)101，所述主控臺(tái)101與所述電抗柜室20、所述電阻柜室30實(shí)現(xiàn)控制連接；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述動(dòng)力柜室10為gdd低壓配電柜；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述第一電流互感器ta1、第二電流互感器ta2、第三電流互感器ta3的兩側(cè)分別并聯(lián)有電流表a，所述電流表a為指針電流表；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述第一反并聯(lián)可控硅kp1、所述第二反并聯(lián)可控硅kp2、所述第三反并聯(lián)可控硅kp3均裝有風(fēng)冷散熱片；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述動(dòng)力柜室10、所述電阻柜室20、所述電抗柜室30分別安裝有避雷器102；

上述一種mec電能模擬工裝，其中，所述主開(kāi)關(guān)qf、所述第一支路開(kāi)關(guān)qs1、所述第二支路開(kāi)關(guān)qs2、所述第三支路開(kāi)關(guān)qs3均為塑殼斷路器。

在使用過(guò)程中，輸出饋電電路負(fù)責(zé)提供電源及控制保護(hù)；有功系統(tǒng)電路一是用來(lái)投入或切除不銹鋼電阻器，利用不銹鋼電阻器提供純有功功率，二是利用反并聯(lián)可控制硅的投入或切除產(chǎn)生系統(tǒng)諧波，無(wú)功系統(tǒng)電路用來(lái)投入或切除電流互感器產(chǎn)生無(wú)功功率；反應(yīng)到三個(gè)柜室上則表現(xiàn)為，動(dòng)力柜室由主控臺(tái)控制電阻柜室和電抗柜室，通過(guò)主控臺(tái)的開(kāi)關(guān)或者旋鈕等控制有功、無(wú)功、諧波的投切，模擬現(xiàn)實(shí)的配電電路中有功、無(wú)功、諧波的發(fā)生狀況，然后投入到下一工序的mec電能優(yōu)化設(shè)備以檢測(cè)電能質(zhì)量的優(yōu)化治理效果。

本發(fā)明的突出有益效果：

本發(fā)明的一種mec電能模擬工裝，由動(dòng)力柜室、電抗柜室和電阻柜室組成，包括輸出饋電電路、無(wú)功系統(tǒng)電路和有功系統(tǒng)電路，其中輸出饋電電路安裝在動(dòng)力柜室內(nèi)，無(wú)功系統(tǒng)電路安裝在電抗柜室內(nèi)，有功系統(tǒng)電路安裝在電阻柜室內(nèi)；輸出饋電電路負(fù)責(zé)提供電源及控制保護(hù)，有功系統(tǒng)電路一是用來(lái)投入或切除不銹鋼電阻器，利用不銹鋼電阻器提供純有功功率，二是利用反并聯(lián)可控制硅的投入或切除產(chǎn)生系統(tǒng)諧波，無(wú)功系統(tǒng)電路用來(lái)投入或切除電流互感器產(chǎn)生無(wú)功功率，以模擬配電電路中有功、無(wú)功、諧波的發(fā)生狀況，然后投入到下一工序的mec電能優(yōu)化設(shè)備以檢測(cè)電能質(zhì)量的優(yōu)化治理效果；本發(fā)明的電路設(shè)計(jì)合理，能夠?qū)⑴潆婋娋W(wǎng)中常見(jiàn)的有功、無(wú)功、諧波問(wèn)題盡可能的模擬復(fù)原出來(lái)，以投入下一工序的優(yōu)化治理中，為優(yōu)化設(shè)備的檢測(cè)和優(yōu)化提供可靠的技術(shù)支持。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。