专利名称：一种用于电力无源滤波器特性测试的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力无源滤波器测试装置，特别涉及一种用于电力无源滤波器特 性检测、调整和故障诊断的测试装置。
背景技术：
随着现代社会的发展，一方面用户对用电质量的要求越来越高，另一方面电力电 子装置大量应用，工业电网中非线性负载越来越多，严重影响了工业用电质量。这二者形成 严重的矛盾，使得谐波问题引起人们越来越多的关注。通常采用电力滤波技术进行谐波污染治理。电力滤波技术就是在电网中安装电力 滤波器以阻碍谐波源产生的谐波注入电网，或者阻碍电力系统的谐波流入负载端。滤波器 是治理高次谐波中应用最经济、最有效的方法，是一种用来减小电力系统某一部分的谐波 电流或降低加到电力系统某一点谐波电压的电力设备。在冶金行业电炉炼钢，各种轧钢机， 以及电气化铁道等非线性负荷的母线上，几乎均装设这种设备，它的广泛采用能够提高电 能质量，消除生产隐患，增加产量等。电力无源滤波器具有成本低、容量大、易实现等优点，应用较广。目前所采用的无 源滤波装置一般由电力电容器、空心电抗器和电阻器适当组合而成，运行中它和谐波源并 联，其滤波原理是对某些谐波频率形成低阻抗通路，使相应的谐波电流经无源滤波器短路 而避免进入输电系统，无源滤波器除了滤除谐波以外还在基波电压的作用下向谐波负载提 供容性基波无功功率，同时兼顾谐波源无功补偿的需要。无源滤波器的滤波效果取决于无源滤波器频率阻抗特性，受系统结构变化影响 大。滤波器的结构不合适，会导致频率阻抗特性不满足要求，从而难以实现期望的电力滤波 效果。在实际工程设计中，对于无源滤波器，因为难以简单的评价其质量优劣，所以通常考 虑多个指标进行无源滤波器的结构设计。而现有的设计方法假设条件较多，依赖设计者的 经验，因此有很大的盲目性，难以精确实现标称特性。由于制造过程中受到温度、工艺等因 素的影响，电力无源滤波器的加工工艺不可能严格地等于其标称值，而是按照精度等级允 许存在一定的偏差，这样就不可避免的引入了元件精度误差。以上这些因素都使得实际滤波器产品频率阻抗特性与设计的频率阻抗特性存在 偏差，故在工程应用中需要对电力无源滤波器的频率阻抗特性进行实际测试，以便按照应 用目标进行相应调整。目前对于电力无源滤波器频率阻抗特性没有专门的测试仪器，需要人工手动操作 信号发生装置，按频率逐点进行阻抗测试。这样的测试方法精度低、操作时间很长，难以对 电力无源滤波器的频率阻抗特性进行充分的精密测试。
发明内容本实用新型的目的是提供一种对电力无源滤波器特性进行测试的装置，特别是提 供一种用于电力无源滤波器特性检测、调整和故障诊断的测试装置。[0009]为达到上述目的，本实用新型的技术方案提供一种用于电力无源滤波器特性测试 的装置，其特征在于，包括主控模块、信号激励模块、信号采集模块以及测试算法模块，其中 所述主控模块用于驱动所述信号激励模块生成相应的激励信号，然后将该激励信号输出至 被测电力无源滤波器，同时所述主控模块驱动所述信号采集模块对被测电力无源滤波器 的电流电压信号进行采样并由所述测试算法模块进行处理，得到被测电力无源滤波器的特 性。其中所述测试算法模块，根据被测电力无源滤波器电压电流的采集信号，进行分 析处理，计算被测电力无源滤波器特性。其中，所述主控模块还包括测试软件模块，所述测试软件模块，为用户提供滤波器 特性测试的操作管理平台。其中，所述主控模块还包括显示模块、输入模块和通信接口模块，所述输入模块通 过通信接口模块，用于用户设定各种测试信息，所述显示模块用于显示所述被测电力无源 滤波器特性。其中，所述信号激励模块包括激励信号发生模块和激励信号输出模块，所述激励 信号发生模块用于在所述主控模块控制下根据用户设定生成电压/电流激励信号，所述激 励信号输出模块用于对所述激励信号发生模块生成的电压/电流激励信号进行滤波和功 率放大输出。其中，所述信号采集模块包括增益控制模块、信号调理模块、实时采集模块，所述 增益控制模块接收所述主控模块的增益控制命令，用于对所述实时采集模块输出的信号进 行增益调整，所述信号调理模块用于对所述增益控制模块的输出信号进行模拟调理。所述 实时采集模块用于在所述主控模块控制下对所述信号调理模块输出的模拟信号进行高速 采集，得到数字采样信号。上述技术方案具有如下优点该装置对电力无源滤波器的电压电流信号进行采 样，通过测试算法求得电力无源滤波器特性，可对电力无源滤波器特性进行全面考察，为电 力无源滤波器的检测、调整和安全投运提供保障，为电力无源滤波器故障诊断及检修提供 依据。

图1为本实用新型实施例的原理结构示意图。图2是本实用新型实施例的主控模块结构示意图。图3是本实用新型实施例的信号采集模块结构示意图。图4是本实用新型实施例的测试算法模块结构示意图。图5是本实用新型实施例的电力无源滤波器频率特性测试曲线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。该测试方案的测试原理和方法如下电力无源滤波器通常由空心电感、电阻和电 力电容按照不同的结构组成，是一个典型的线性系统，具有时不变的频率阻抗特性。给电力无源滤波器输入不同的电压激励信号，将会得到不同的电流输出信号。将电力无源滤波器 特性设为Z (w)，给定输入的电压激励信号u (t) /U (w)，则电力无源滤波器会产生相应的电 流输出信号i (t)/I (w)；根据电路方程得到滤波器特性Z (w) = U (w)/I (w)。该测试方案的具体实施如下给电力无源滤波器施加激励输入电压信号u(t)，测 量电流输出信号i(t)；对输入信号和输出信号进行预处理和频谱分析，得到U(w)和I (w)； 然后计算电力滤波器的频率阻抗特性，Z(w) =U(w)/I(w)；将电力滤波器的频率阻抗特性 以图形的方式显示；参见图5。下面将详细描述系统各部分的具体实施参见图1和图2，主控模块根据用户设定驱动信号激励模块生成相应的测试信号， 然后将该测试信号输出至被测电力无源滤波器，同时主控模块驱动信号采集模块对被测电 力无源滤波器的电流电压信号进行采样并由测试算法模块进行处理，得到被测电力无源滤 波器特性。工作时用户首先通过测试软件和输入模块设定试验基本内容，然后主控模块激 励无源电力滤波器，控制测试过程，计算滤波器特性，保存滤波器特性计算结果并在显示界 面绘制出对应的滤波器特性测试曲线。信号采集模块用于将被测电流电压模拟信号转换为数字信号，发送给主控模块； 参见图3，其可包括增益控制模块、信号调理模块、实时采集模块等。工作时，信号采集模 块接受主控模块的增益控制指令，设定相应的信号采样增益；接受主控模块的采集指令，采 集被测滤波器的电流电压信号；接受主控模块的传送指令，将采集到的信号发送给主控模 块；测试算法模块，参见图4，采集电力无源滤波器的电压电流信号，根据测试原理和 方法，计算电力无源滤波器的特性，将计算结果送给主控模块；主控模块，参见图5，通过显示模块、输入模块、通信接口模块，为用户提供操作界 面并显示电力无源滤波器的特性测试结果，通过测试软件可以选择试验方法、确定试验参 数、显示试验结果，并且能够将滤波器特性等以数据表格和图形的形式显示出来，能够生成 测试报告，测试参数可以保存和导入。由以上实施例可以看出，本实用新型实施例为电力无源滤波器的特性测试提供了 一种有效的装置，可对电力无源滤波器特性进行全面考察，为电力无源滤波器的检测、调整 和安全投运提供保障，为电力无源滤波器故障诊断及检修提供依据。相比之下采用传统的 方式不仅接线繁杂，仪器体积大，运输不方便，测试精度低，测试点少，安全性差。该电力滤 波器特性测试仪装置，测试精度高，现场接线简单，测试效率高，时间不超过5分钟，测试效 率与传统方式相比提高了至少10倍以上。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改 进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种用于电力无源滤波器特性测试的装置，其特征在于，包括主控模块、信号激励模块、信号采集模块以及测试算法模块，其中所述主控模块根据用户需要驱动所述信号激励模块生成相应的测试信号，然后将该测试信号输出至被测电力无源滤波器，同时所述主控模块驱动所述信号采集模块对被测电力无源滤波器输出的电流电压信号进行采样并由所述测试算法模块进行处理，得到被测电力无源滤波器特性。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试算法模块，根据被测电力无源滤波 器电压电流的采集信号，进行分析处理，计算被测电力无源滤波器特性。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控模块还包括测试软件模块，所述测 试软件模块，为用户提供滤波器特性测试的操作管理平台。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控模块还包括显示模块、输入模块和 通信接口模块，所述输入模块通过通信接口模块，用于用户设定各种测试信息，所述显示模 块用于显示所述被测电力无源滤波器特性。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号激励模块包括激励信号发生模块 和激励信号输出模块，所述激励信号发生模块用于在所述主控模块控制下根据用户设定生 成电压/电流激励信号，所述激励信号输出模块用于对所述激励信号发生模块生成的电压 /电流激励信号进行滤波和功率放大，然后输出到被测电力无源滤波器。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号采集模块包括增益控制模块、信号 调理模块、实时采集模块，所述增益控制模块接收所述主控模块的增益控制命令，用于对所 述实时采集模块输出的信号进行增益调整，所述信号调理模块用于对所述增益控制模块的 输出信号进行模拟调理，所述实时采集模块用于在所述主控模块控制下对所述信号调理模 块输出的模拟信号进行高速采集，得到数字采样信号。
专利摘要本实用新型公开了一种用于电力无源滤波器特性测试的装置，其特征在于，包括主控模块、信号激励模块、信号采集模块以及测试算法模块，其中主控模块根据用户需要驱动信号激励模块生成相应的测试信号，然后将该测试信号输出至被测电力无源滤波器，同时主控模块驱动信号采集模块对被测电力无源滤波器的电流电压信号进行采样并由测试算法模块进行处理，得到被测电力无源滤波器特性。本实用新型提供了一种用于电力无源滤波器特性测试的有效装置，可对电力无源滤波器特性进行全面考察，为电力无源滤波器的检测、调整和安全投运提供保障，为电力无源滤波器故障诊断及检修提供依据。
文档编号G01R31/00GK201689137SQ20102013209
公开日2010年12月29日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者瞿敏, 胡志琳, 陈卫 申请人:北京博电新力电力系统仪器有限公司