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ACT-30H:防孤岛保护参数测量仪

逆变器型式试验、出厂试验、科研开发必备的试验工具------
防孤岛保护参数测量仪 ACT-30H
并网光伏系统在并网运行前必须要进行严格的防孤岛保护试验。按照国家GBT 19939,鉴衡并网光伏逆变器技术要求及测试方法CGC/GF001:2010要求,以及国际电工委员会IEC 62116-2008及各国光伏并网系统的标准,光伏系统在并入的电网供电中断时,要求逆变器应在2S内停止向电网供电,同时发出警示信号。
 

保护时间直接显示,提高测试效率
群菱公司是中国唯一生产防孤岛保护参数测量仪、大功率逆变器孤岛防护测量专用精密负载等产品的专业厂家,拥有雄厚的技术开发能力和良好的售后服务。
ACT-30H是群菱依据IEC 62116-2008及各国并网系统防孤岛效应的要求进行研制,可以测量逆变器并网的电压、电流、有功、无功,并网的基频电流、电网侧的电流波形、逆变器侧的电压波形,同时具有孤岛测试中功率分析仪及示波器的功能。
ACT-30H操作简单,无需测量工作经验,减少了繁琐的示波器操作调校,可以快速自动测试、直接测量并显示出保护时间。帮助用户有效提高工作效率。除了防孤岛试验,还应用于逆变器的过欠压、过欠频等保护试验。
ACT-30H = 双通道示波器(自动测试保护时间)+ 功率分析仪(基频电流测试,判断是否达到试验条件)+ 后台软件(直接出具试验报告图表)
l         进行孤岛保护性能测试的必要性
孤岛效应是指当电网公司因故障或停电维修而停止供电时,用户端的并网逆变器仍在并网运行,使得并网逆变器以及周围的负载形成电力公司不可控制的网络,此时光伏并网发电系统处于孤岛运行状态时会产生严重的后果,如:
电网无法控制孤岛中的电压和频率,若电压频率超出允许的范围,会对用户的设备造成损坏;
负载容量大于光伏发电系统的容量,光伏发电系统过载运行,容易被烧毁;
与光伏发电系统连接的电路仍处于带电状态,对检修人员造成危险,降低电网的安全性;
对孤岛进行重合闸操作时会导致该线路的再次跳闸,还有可能损坏光伏发电系统和其他的设备;
因此光伏并网逆变器具有孤岛检测和防孤岛保护的功能是十分必要的。
此设备是为进行逆变器孤岛保护性能测试而研发的,同时具有功率分析仪以及示波器的功能,较为便捷的性能受到广大逆变器厂商及检测实验室的青睐。
其与我司孤岛装置一起使用,自动加载、判定、测试逆变器在孤岛发生时是否在规定的时间内停止输出。
l         ACT-30H防孤岛保护参数测量仪主要功能
ACT-30H能够测量:逆变器并网的电压、电流、有功、无功,并网的基频电流、电网侧的电流波形、逆变器侧的电压波形。
ACT-30H带有记录触发按纽,并带有输出接点,可以在断开电网的同时记录电网侧的电流波形和逆变器侧的电压波形,可以根据波形直接自动算出逆变器的保护时间。
ACT-30H可以与我司的ACLT系列防孤岛试验检测装置一起配套使用,实现全自动高效率的鉴定检测。
以下为ACT-30H试验过程的波形:
 

插图1:测试模式的选择
测试模式说明:自动模式与手动模式。自动模式可自动记录参数值,在满足基频电流值小于1%额定电流值后,切断触发开关,自动记录显示3秒的波形,自动计算并直接显示出保护时间。手动模式下,需要手动切断开关,在出现保护波形时Hold(保持)在软件界面上,再完成保护时间的测量。
 

插图2:实时波形监测
绿色为电网基频电流,红色为逆变器的输出电流
 

插图3:孤岛保护的波形
绿色为电网基频电流,红色为逆变器的输出电流值
如图所示,可自动记录波形进行孤岛保护时间的测量。
 

插图4:保护时间的测量放大图
l         传统测试与引入防孤岛保护参数测量仪的测试对比
传统防孤岛测试:
 

图1:传统防孤岛测试线路图
合S1,断开S2,启动逆变器。通过调节直流输入源,使逆变器的输出功率等于额定交流输出功率,并测量此时逆变器输出的无功功率及有功功率;
闭合S2,通过以下步骤调节RLC电路使得=1.0±0.05;
调节RLC电路消耗的感性无功使其满足:=*=1.0*;
调节电容C的功率,使其消耗的容性无功满足:+=-;
最后调节电阻R功率,使其消耗的有功等于;
微动调节R、L、C,观察功率分析仪基频电流测量值,直到逆变器的基频电流小于稳态时逆变器额定输出电流的1%;(此处基频电流指并网点的电流值,可以是1次电流谐波值)
断开S1,使用示波器观察、记录S1断开至逆变器停止输出电流之间的时间T,T应满足T≤0.2S。
调节L或C使其无功以1%的量变化,保持阻性功率以及其一无功功率不变,记录每次变化后的孤岛保护时间,调节幅度为5%,即95%~105%的无功功率变化。
孤岛保护的时间应是从100%状态向两侧成递减的趋势,如果不是需要再向两侧加测直到时间出现下降趋势。
按上述实验步骤,调节直流输入源使逆变器的输出功率分别为逆变器额定功率的33%,66%,在此两种功率条件下重复测试,所记录的孤岛保护时间均应满足T≤ 2S。
引入防孤岛保护参数测量仪

图2:引入防孤岛保护参数测量仪测试线路图
l         测试说明:
图中的波形监控设备为我司研发的防孤岛保护参数测量仪,其中CHI、CH2为两个波形监测通道,负责测量两个要求测试点的电流波形,CH1测量逆变器输出侧参数、CH2测量并网点的参数(代替了示波器的波形检测功能),并带有一个S1断路器(或接触器)触发控制点,当加载达到一定要求,设备判断基频电流在要求限值内时(代替了功率分析仪基波电流值的监测),自动切断S1,在触发开始时CHI、CH2可连续记录波形数据3秒,并在屏幕上显示波形,可自动计算保护时间(取代了人为判定、降低手动切断的一些延迟及误差)。
1次谐波测试通道由一个三相电量变送器组成,可以用于单相、也可以用于三相设备,可测量的参数为:在没有闭合S2之前测量和,并进行记录,作为后续加载的依据;在闭合S2并加载RLC以后测量电流的1次谐波,用于判断是否达到良好的谐振状态,且判定基频电流值是否在要求的限值范围内,此值用于判定是否切断S1进行孤岛的测试。
l         产品综述:
传统孤岛测试方法,孤岛测试之前需将设备按照图示进行接线,其中功率分析仪、示波器均至少需要接入两个通道,一个监测逆变器输出点,一个监测并网点的数值及波形,接线较为繁琐且在测试中需要同时观察功率分析仪以及示波器,判定谐振状态达到时需要另外的人员切断开关,需要有一定工作经验,并且测试工作量较大。
引入防孤岛保护参数测量仪,从系统的接线上优化简便,不容易混淆,另外ACT-30H可同时观测波形及判定基波值,并带有自动切断开关,当基波电流满足要求限值达到谐振状态时,自动切断记录保护时间及切断时的基波电流值,大大简化了测试,有效提高有工作效率,自动测试功能可以有效减少人为操作误差保证测量精度。
l         ACT-30H技术参数:
配电规格:交流220V/50hz
测试通道:
CH1、CH2采集的信号为:0-5V ;
CH1采集的电流范围是:0-200A ,分辨率为0. 1A;
CH2采集的电流范围是:0-50A ,分辨率为0.01A;
超过测量范围后会自动保护 ;
电量测试: 可以采集三路电压、三路电流 ;
电压是220V,分辨率为0. 1V,电流是0-200A,分辨率为0.01A 
l         ACT-30H标准配置:


  号
名      称
数  量
1
ACT-30H主机
1台
2
电流传感器(测试基频电流)
3个
3
电流采样线
3根
4
电压测试线
3个
5
CHI采用线
1根
6
CHI采用线
1根
7
RS232线
1根
8
软件光盘
1张
9
说明书
1本
 
l         参考测试标准
IEC62116-2008 并网连接式光伏逆变器孤岛防护措施测试方法
UL1741-2010 独立电力系统中使用的逆变器,转换器和控制器
IEEE 1547  Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems
IEEE 1547.1 带电力系统的设备互连配电资源的合格试验程序
IEC 62109-1-2010光伏发电系统用电力转换设备的安全--第一部分--通用要求
IEC 62109-2-2010 (DIN VDE0126-14-2)
VDE0126-1-1德国标准-发电机和公共低压网之间的自动开关设备
DK5940_ed._2.2[1]意大利并网安全标准要求
G83-1-1英国并网安全标准要求
AS_4777.3-澳大利亚并网安全标准
CGC/GF001:2011 (CNCA/CTS 0004-2009)并网光伏发电专用逆变器 技术要求和试验方法
CGC GF003-1-2009并网光伏发电系统工程验收技术规范
GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求
 
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