變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)工作原理及工作環(huán)境

發(fā)布日期：2022-03-24      瀏覽次數(shù)：985

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)工作原理及工作環(huán)境一章   產(chǎn)品概述:

該裝置主要針對(duì)10kV、35kV、110kV、220kV、330KV變電站及線路等所有電氣主設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)制造。電抗器采用多只分開(kāi)設(shè)計(jì)，既可滿足高電壓、小電流的設(shè)備試驗(yàn)條件要求，又能滿足低電壓的交流耐壓試驗(yàn)要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門(mén)及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。

該裝置主要由變頻控制電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成。

串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)：

1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個(gè)系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。

2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗(yàn)裝置的1/10-1/30。

3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。

4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。

5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過(guò)程很長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開(kāi)電源，這種電壓的恢復(fù)過(guò)程是一種能量積累的間歇振蕩過(guò)程，其過(guò)程長(zhǎng)，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。

我公司變頻諧振主要功能及其技術(shù)特點(diǎn)：

1、裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過(guò)壓過(guò)流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡(luò)時(shí)閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗(yàn)分析。

2、裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。

工作模式為：全自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、自動(dòng)調(diào)諧手動(dòng)升壓模式.

3、能存儲(chǔ)和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號(hào)是數(shù)字，方便的幫助用戶識(shí)別和查找。

4、裝置自動(dòng)掃頻時(shí)頻率起點(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時(shí)液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點(diǎn)。

5、采用了DSP平臺(tái)技術(shù)，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級(jí)，也使得人機(jī)交換界面更為人性化。




變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)工作原理及工作環(huán)境第二章  變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置主要技術(shù)參數(shù)

（一）變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置技術(shù)指標(biāo)

1．輸出電壓波形畸變率：<1.0％

2. 允許連續(xù)工作時(shí)間：額定條件下一次性工作15分鐘。

3．裝置自身品質(zhì)因數(shù)：Q>50

4．電纜和發(fā)電機(jī)試驗(yàn)時(shí)滿負(fù)荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負(fù)載相關(guān)）

5．主變壓器和線路試驗(yàn)滿負(fù)荷時(shí)品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負(fù)載相關(guān)）

6．輸入電源：三相380V或單相220V，當(dāng)電源為380V時(shí)，可做額定負(fù)載試驗(yàn)；當(dāng)電源為220V時(shí)，只可做1/2負(fù)載試驗(yàn)。

7．頻率調(diào)節(jié)范圍：20Hz～300Hz

8．系統(tǒng)測(cè)量精度：1.5％

9．裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、閃絡(luò)保護(hù)等保護(hù)功能

（二）設(shè)備遵循標(biāo)準(zhǔn)    

GB50150-2006      《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》

DL/T849.6-2004   《電力設(shè)備測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置》

JB/T9641-1999     《試驗(yàn)變壓器》

GB10229               《電抗器》

GB/T.311-1997      《高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合》

DL/T846-2004       《高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件》

GB4793-1984        《電子測(cè)量?jī)x器安全要求》

GB2900                  《電工名詞術(shù)語(yǔ)》

GB4208                  《外殼防護(hù)等級(jí)》

GB191                    《包裝貯運(yùn)標(biāo)志》

GB/T16927-1997   《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》

（三）設(shè)備主要配置及技術(shù)參數(shù)說(shuō)明：

1.變頻電源(一臺(tái))：

1.1技術(shù)參數(shù)

1.1.1 額定功率：100kW；

1.1.2 輸入電壓：三相 380V±5% 或單相220V±5% 45～65Hz，當(dāng)電源為380V時(shí)，可做額定負(fù)載試驗(yàn)；當(dāng)電源為220V時(shí)，只可做1/2負(fù)載試驗(yàn)。

1.1.3 輸出電壓：0～400V可調(diào)

1.1.4 輸出電壓頻率：20～300Hz

1.1.5 頻率調(diào)節(jié):0.1Hz步進(jìn)可調(diào)

1.1.6 頻率不穩(wěn)定度:≤0.02%

1.1.7 輸出電流：250A

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)工作原理及工作環(huán)境1.2 性能特點(diǎn)：

1.2.1放置方式:變頻電源的放置為縱向和橫向,特別適合現(xiàn)場(chǎng)操作及觀察。

1.2.2防震保護(hù):內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護(hù)鋁箱,可有效減緩運(yùn)輸中的顛簸震動(dòng)和吊裝時(shí)的沖擊。保證了變頻電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。

1.2.3參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標(biāo)大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)。

可顯示諧振電壓(即試驗(yàn)前設(shè)置的目標(biāo)電壓)、試驗(yàn)頻率、測(cè)量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時(shí)間、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、階段升壓及階段計(jì)時(shí)、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計(jì)算、參數(shù)查詢(xún)等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當(dāng)次試驗(yàn)諧振頻率準(zhǔn)確及穩(wěn)定性。

1.2.4參數(shù)設(shè)置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標(biāo)直接完成各種參數(shù)的設(shè)置?？蓪?duì)起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計(jì)時(shí)、測(cè)量分壓器變比、激勵(lì)變變比、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、試驗(yàn)?zāi)Ｊ?、電容電感頻率互換計(jì)算、參數(shù)設(shè)置提示以及幫助等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或選擇。

1.2.5試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑河|摸屏和外接鼠標(biāo)操作，有全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動(dòng)、自動(dòng)）、分段加壓和計(jì)時(shí)、運(yùn)行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計(jì)算功能等。

1.2.6 保護(hù)功能及其信息提示：具備高壓過(guò)壓保護(hù)、低壓過(guò)流、過(guò)流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、閃絡(luò)保護(hù)、緊急停機(jī)、欠壓保護(hù)等多重保護(hù)功能。

1.2.7數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：試驗(yàn)結(jié)果保存、打印、上傳、回查等。

a、試驗(yàn)結(jié)果：手動(dòng)或自動(dòng)試驗(yàn)完畢后，在試驗(yàn)結(jié)果界面中可顯示出試驗(yàn)時(shí)的詳細(xì)參數(shù)，當(dāng)試驗(yàn)發(fā)生中斷時(shí)，可提示中斷狀態(tài)?？蓪?shù)保存在存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器為非易失存儲(chǔ)器，可保存50次試驗(yàn)記錄。

b、數(shù)據(jù)查詢(xún)：可將已保存的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。同時(shí)具有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設(shè)備所攜帶打 印機(jī)打印。

1.2.8自動(dòng)穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)電壓或手動(dòng)升壓結(jié)果，自動(dòng)跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗(yàn)電壓，電壓穩(wěn)定度可達(dá)1.5%。

1.2.9 調(diào)頻范圍及頻率分辨率均可設(shè)定：調(diào)頻范圍可設(shè)為20～300Hz、45～100Hz、50Hz、按需設(shè)置，可加快調(diào)諧過(guò)程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預(yù)設(shè)為0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、或0.01Hz，在調(diào)諧效率與調(diào)諧度之間取得優(yōu)化平衡。

頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)，并可自動(dòng)尋找試驗(yàn)諧振點(diǎn)，保證諧振頻率在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生漂移。

高壓電抗器(三臺(tái))

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)工作原理及工作環(huán)境2.1 技術(shù)參數(shù)

2.1.1 額定工作電壓：200kV

2.1.2 額定工作電流：4A

2.1.3 額定電感量：180H

2.1.4 連續(xù)工作時(shí)間：60min

2.1.5 溫    升：小于60度

2.1.6 工作頻率：30～300Hz

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)工作原理及工作環(huán)境2.2 性能特點(diǎn)

2.2.1 電抗器的設(shè)計(jì)采用空心式結(jié)構(gòu)，漆包導(dǎo)線繞組，油浸式自冷。電抗器可以自由方便疊裝及吊裝。環(huán)氧樹(shù)脂絕緣筒外殼，具有足夠的電氣、機(jī)械強(qiáng)度、必要的散熱能力以及油熱脹冷縮的裕度。電抗器外殼自帶底座，與另一節(jié)電抗器上端采用。外殼噴涂橘紅色絕緣漆。

2.2.2電抗器外殼自帶底座，與另一節(jié)電抗器上端采用采用卡槽結(jié)合，方便現(xiàn)場(chǎng)使用。

激勵(lì)變壓器(一臺(tái))：                                    

3.1 技術(shù)參數(shù)

3.1.1 額定容量：100kVA

3.1.2 輸入電壓：400V

3.1.3 輸入電流：250A

3.1.4 輸出電壓：四串30kV；四并7.5kV；二串二并15kV；

3.1.5 輸出電流：四串3.33A；四并13.3A；二串二并6.67A；

3.1.6 連續(xù)工作時(shí)間：60min

3.1.7 溫    升：小于60度

3.1.8 工作頻率：30～300Hz

3.1 性能特點(diǎn)

3.2.1 冷卻方式：鐵箱式結(jié)構(gòu)，油浸全封閉式，絕緣耐熱等級(jí)為A 級(jí)。

3.2.2 高、低壓繞組及鐵芯間均設(shè)靜電屏蔽層，既作為勵(lì)磁變壓器，又是隔離變壓器。

電容分壓器(一臺(tái))：

4.1 技術(shù)參數(shù)

4.1.1額定電壓:600kV（三節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電壓200kV）

4.1.2電容量：300pF（三節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電容量900pF）

4.1.3工作頻率：20～300Hz

4.1.3分壓比：6000:1

4.1.4誤差：1.0%

4.2 性能特點(diǎn)

4.2.1 額定電壓下可連續(xù)運(yùn)行60min。

4.2.2 試驗(yàn)電壓低于200kV可使用單節(jié)分壓器200 kV，且不需要調(diào)整變比值。

4.2.3 在20～300Hz范圍內(nèi)，其精度和穩(wěn)定度保持要求不變。

4.2.4 在20℃、0.4～0.5UN下介損值：≤0.0025

4.2.5 分壓比誤差：有效值時(shí)≤1.0%，峰值時(shí)≤1.5%。

4.2.6 高、低壓臂的電容采用一致的介質(zhì)結(jié)構(gòu)，溫度系數(shù)小，角位移小，在20~300H內(nèi)分壓比不變。

4.2.7 電壓測(cè)量通過(guò)測(cè)試引線引至變頻電源進(jìn)行測(cè)量。

補(bǔ)償電容器(一臺(tái))：

5.1 技術(shù)參數(shù)

5.1.1額定電壓:200kV（二節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電壓100kV）

5.1.2電容量：5000pF（二節(jié)串聯(lián)，單節(jié)電容量10000pF）

5.1.3工作頻率：20～300Hz

工作原理
通過(guò)變頻控制器提供供電電源，試驗(yàn)電壓由勵(lì)磁變壓器經(jīng)過(guò)初步升壓后，使高電壓加在電抗器L和被試品Cx上，通過(guò)改變變頻控制器的輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)，調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出電壓，使試品上高壓達(dá)到所需要的電壓值。
回路的諧振頻率取決于被試品電容Cx和電抗器的電感L，諧振頻率f=1/(2π√LC)。



采用16位精細(xì)調(diào)頻、調(diào)壓軟件技術(shù)、10KHz載波頻率、SPWM和進(jìn)口原裝IPM整體模塊設(shè)計(jì)制造，配合適當(dāng)?shù)碾娍蛊?，就可以滿足國(guó)家和地方規(guī)定的試驗(yàn)范圍。

工作環(huán)境
1. 環(huán)境溫度：－150C –40 0C;
2. 相對(duì)濕度：≤90%RH;
3. 海拔高度: ≤1000米；

被試品對(duì)象及試驗(yàn)要求
1、64/110kV/300mm2的電纜，長(zhǎng)度0.2km，電容量≤0.03uF試驗(yàn)頻率為30-300Hz,試驗(yàn)電壓128kV。
2、26/35kV/300mm2的電纜，長(zhǎng)度1.2km,電容量≤0.228uF，試驗(yàn)頻率為30-300Hz,試驗(yàn)電壓52kV。
3、8.7/10KV/300mm2的電纜，長(zhǎng)度4km，電容量≤1.2uF，試驗(yàn)頻率為30-300Hz,試驗(yàn)電壓22kV。
4、110kV變電站GIS設(shè)備，35kV變壓器、配電設(shè)備交流耐壓，試驗(yàn)頻率為30-300Hz,試驗(yàn)電壓184kV。