1350kVA/270kV 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置

（技術(shù)方案）

1、 變頻串聯(lián)諧振基本原理：

1．1變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯(lián)回路，調(diào)節(jié)變頻電源輸出的電壓頻率，實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)諧振，在被試品上獲得高電壓，是當(dāng)前高電壓試驗(yàn)的一種新方法，深受專家好評(píng)，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的使用。

2、 變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置特點(diǎn)：

2．1變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置具有輸出容量大，輸出電壓高、可任意組合電抗器針對(duì)不同試品的交流耐壓試驗(yàn)。

2．2變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置具有體積小、重量輕、每件重量不超過(guò)50kg、特別方便野外試驗(yàn)。

2．3變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置具有保護(hù)功能好、有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、時(shí)間保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、模塊保護(hù)等功能。

2．4變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置具有操作簡(jiǎn)單，并具有手動(dòng)和自動(dòng)兩檔。

2．5變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置采用大屏幕、使試驗(yàn)數(shù)據(jù)一目了然，并可打印試驗(yàn)結(jié)果。

2．6變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置具有試品擊穿后無(wú)過(guò)電壓之虞，對(duì)試品的損壞相當(dāng)小。

2．7變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置試驗(yàn)所需電源容量小，僅是工頻變壓器試驗(yàn)所需電源容量的幾分之一，解決現(xiàn)場(chǎng)電源難找的問(wèn)題。

3、 適用范圍：

3．1滿足630mm²/35kV電纜，長(zhǎng)度4公里的交流耐壓試驗(yàn)。

3．2滿足1000mm²/110kV電纜，長(zhǎng)度1公里的交流耐壓試驗(yàn)。

3．3滿足110kV變壓器、斷路器、GIS、隔離開關(guān)、套管、絕緣子等高壓電器的交流耐壓試驗(yàn)。

4、使用環(huán)境條件：

4．1 環(huán)境溫度：-10℃～40℃

4．2 相對(duì)濕度：不大于90%

4．3 海拔高度：2500米以下

5、設(shè)備制造引用和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

5．1 DL/T849.6—2004      高壓諧振試驗(yàn)裝置；

5．2 GB 6450—1986       干式電力變壓器；

5．3 DL/T848.2—2004      試驗(yàn)變壓器； 

5．4 GB/10229—1988       電抗器； 

5．5 GB/T11920—1989      控制裝置通用技術(shù)條件；

5．6 GB/T16927.1—1997    高電壓試驗(yàn)技術(shù)；

5．7 IEC358—1990         耦合電容器和電容分壓器。

6、裝置容量確定：

6．1  630mm²/35kV交聯(lián)電纜，長(zhǎng)度4公里的交流耐壓試驗(yàn)，額定電容量0.256uF/km，

試驗(yàn)頻率為30-300Hz，最高試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

試驗(yàn)電流 I=2πfCU_試=2π×35×0.256×4×10^-6×52×10³=11.7A

對(duì)應(yīng)電抗器電感量 L=1/ω²C=20.2H

6．2  1000mm²/110kV交聯(lián)電纜，長(zhǎng)度1km的交流耐壓試驗(yàn)，額定電容量0.231uF，試驗(yàn)頻率為30-300Hz，最高試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

試驗(yàn)電流 I=2πfCU_試=2π×35×0.231×10^-6×128×10³=6.5A

對(duì)應(yīng)電抗器電感量 L=1/ω²C=89.6H

6．3  110kV變壓器、斷路器、GIS、隔離開關(guān)、套管、絕緣子等高壓電器的交流耐壓試驗(yàn)，額定電容量≤0.02uF，試驗(yàn)電壓260kV，試驗(yàn)時(shí)間1min，試驗(yàn)頻率30～300Hz的交流耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)頻率取50Hz。

試驗(yàn)電流 I=2πfCU_試=2π×50×0.02×10^-6×260×10³=1.63

對(duì)應(yīng)電抗器電感量 L=1/ω²C=507H

※：根據(jù)以上試驗(yàn)電壓、電流、頻率、電感量即設(shè)計(jì)10臺(tái)電抗器，則單臺(tái)電抗器為45kV/3A/55H.

驗(yàn)證1：  630mm²/35kV交聯(lián)電纜，長(zhǎng)度4公里的交流耐壓試驗(yàn)，額定電容量1.024uF，試驗(yàn)頻率為30-300Hz，最高試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

☆：使用10臺(tái)電抗器2串5并,此時(shí)電抗器額定電感量為22H，額定電壓為90kV,額定電流為15A。

試驗(yàn)頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√22×1.024×10^-6)=33.5Hz

試驗(yàn)電流 I=2πfCU_試=2π×33.5×1.024×10^-6×52×10³=11.2A

驗(yàn)證2：  1000mm²/110kV交聯(lián)電纜，長(zhǎng)度1km的交流耐壓試驗(yàn)，額定電容量0.231uF，試驗(yàn)頻率為30-300Hz，最高試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

☆：使用9臺(tái)電抗器3串3并,此時(shí)電抗器額定電感量為55H，額定電壓為135kV,額定電流為9A。

試驗(yàn)頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√55×0.231×10^-6)=44.6Hz

試驗(yàn)電流 I=2πfCU_試=2π×44.6×0.231×10^-6×128×10³=8.3A

驗(yàn)證3：110kV變壓器、斷路器、GIS、隔離開關(guān)、套管、絕緣子等高壓電器的交流耐壓試驗(yàn)，額定電容量≤0.02uF，試驗(yàn)電壓260kV，試驗(yàn)時(shí)間1min，試驗(yàn)頻率30～300Hz的交流耐壓試驗(yàn)。

☆：使用6臺(tái)電抗器串聯(lián),此時(shí)電抗器額定電感量為330H，額定電壓為270kV,額定電流為3A。

試驗(yàn)頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√330×0.02×10^-6)=61.9Hz

試驗(yàn)電流 I=2πfCU試=2π×61.9×0.02×10^-6×260×10³=2.0A

總結(jié):裝置容量定為1350kVA/130KV;分10臺(tái)電抗器，電抗器單臺(tái)為135kVA/45kV/3A通過(guò)組合使用能滿足上述被試品的試驗(yàn)要求。

7、主要功能及參數(shù)：

7．1調(diào)頻諧振試驗(yàn)裝置系統(tǒng)參數(shù)：

7．1．1．輸入電壓：380V或220V±10%   50Hz；

7．1．2．額定輸出電壓調(diào)節(jié)范圍：0 ~ 270kV；

7．1．3．最大試驗(yàn)容量：1350kVA；

7．1．4．諧振電壓波形：正弦波、畸變率：≤0.5%；

7．1．5．輸出電壓不穩(wěn)定度：≤0.5%；

7．1．6．輸出頻率范圍：25～320Hz；

7．1．7．頻率調(diào)節(jié)分辨率：0.01Hz；

7．1．8．品質(zhì)因數(shù)Q值：額定負(fù)載下不小于50；

7．1．9．絕緣水平：1.2倍額定電壓耐壓1min；

7．1．10．額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不低于30 min；

7．1．11．電壓測(cè)量精度：1級(jí)；

7．1．12．噪   聲：≤45dB；

7．1．13．該裝置配備以下保護(hù)功能：

        設(shè)備有手動(dòng)試驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)諧及自動(dòng)試驗(yàn)；

過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、放電保護(hù)、斷電保護(hù)、零啟動(dòng)保護(hù)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)大屏幕顯示、中文菜單、可打印輸出、打印機(jī)為嵌入式。

7．2 變頻電源：(1臺(tái))

7．2．1．額定輸出容量：50kVA；

7．2．2．輸入電源：380V或220V±10%  50Hz；

7．2．3．額定輸入電流：131.5A；

7．2．4．額定輸出電壓：0-400V可調(diào)、單相、輸出電壓不穩(wěn)定度0.05%；

7．2．5．額定輸出電流：125A；

7．2．6．頻率調(diào)節(jié)范圍：25～320Hz；

7．2．7．額定容量下連續(xù)運(yùn)行為規(guī)定工作時(shí)間下最高溫升≤60K；

7. 2. 8 性能特點(diǎn)：

a.參數(shù)顯示：觸摸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。

b.參數(shù)設(shè)置：大屏幕觸摸液晶彩屏直接完成各種參數(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。

c.試驗(yàn)?zāi)Ｊ?/span>：觸摸屏和外接鼠標(biāo)操作，有自動(dòng)、手動(dòng)二種運(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。

d. 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。

e.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：可將已保存的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上?？蓪?shù)據(jù)輸出打印或利用設(shè)備所攜帶打 印機(jī)打印。

f.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%。

g.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)諧精準(zhǔn)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。

7．3 勵(lì)磁變壓器(2臺(tái))

7．3．1．結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)蜗?、油浸式?/span>

7．3．2．額定容量：25kVA；

7．3．3．輸入電壓：400V；

7．3．4．輸入電流：62.5A；

7．3．5．輸出電壓：3kV×4；四個(gè)繞組可串可并

7．3．6．輸出電流：8.33A/4.16A/2.08A；

7．3．7．工作頻率：30～300Hz；

7．3．8．溫升：額定容量下運(yùn)行60min線圈對(duì)空氣的溫升不大于60K；

7．3．9．外形尺寸：650×500×750mm；

7．3．10．重量：135kg；

7．3．11．性能及特點(diǎn)：

         a.高壓側(cè)設(shè)有氧化鋅避雷器保護(hù)。

         b.絕緣耐熱等級(jí)為*，風(fēng)冷式。

         c.高、低壓繞組及貼芯間設(shè)有靜電屏蔽層，即作為勵(lì)磁變壓器，又是隔離變壓器。

         d.接線端子有明顯標(biāo)志，接地端有明顯接地符號(hào)或接地標(biāo)志。

         e.鐵殼式結(jié)構(gòu)，外表面涂漆保護(hù)。

7．4 高壓電抗器45kV/3A

7．4．1．結(jié)構(gòu)形式：干式、環(huán)氧澆鑄；

7．4．2．額定容量：135kVA；

7．4．3．額電電壓：45kV；

7．4．4．額定電流：3A；

7．4．5．額定電感量：55H；

7．4．6．工作頻率：30～300Hz；

7．4．7．額定容量下連續(xù)運(yùn)行為規(guī)定工作時(shí)間下，電抗器對(duì)空氣的溫升不大于60K；

7．4．8．性能及特點(diǎn)：電抗器設(shè)計(jì)干式、環(huán)氧澆鑄，電抗器可以自由方便疊裝。環(huán)氧樹脂絕緣筒外殼，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。外殼上下蓋板,顏色為橘紅色。

7．5 電容分壓器

7．5．1．結(jié)構(gòu)形式：電容式；

7．5．2．額定電壓：270kV；

7．5．3．額定電容量：1000pF；

7．5．4．工作頻率：30～300Hz；

7．5．5．測(cè)量精度：≤1.0%；

7．5．6．性能及特點(diǎn)：

         a.額定電壓下可連續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。

         b.在30～300Hz范圍內(nèi)，其精度和穩(wěn)定度保持不變。

         c.在20℃溫度下電容分壓器介質(zhì)損耗值≤0.0025

         d.電容分壓器配有支撐底架，具有足夠的穩(wěn)定性。

         e.電壓測(cè)量通過(guò)專用測(cè)試引線引至調(diào)頻電源進(jìn)行測(cè)量。

8、設(shè)備配置一覽表