输电线路交流耐压试验系统-中试控股

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输电线路交流耐压试验系统

时间：2022-11-21

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：输电线路交流耐压试验系统

ZSBP-500KVA/200KV变频串联谐振耐压试验装置 | 参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

简易读懂：变频串联谐振耐压试验装置可以做什么?
变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验，主要针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、隔离开关、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验。

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变频串联谐振耐压试验装置组成部分：变频电源主机、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器、测试附件组成。适用电压等级：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的电压等级规格。

如何选择合适的变频串联谐振耐压试验装置？
为了选对规格，请提供以下技术参数
1、电力变压器：电压等级，大容量，试验性质（中性点耐压或全绝缘耐压）单相对地电容量；
2、电力电缆：电压等级，大长度，截面积；
3、发电机、电动机：电压等级（出口电压或称工作电压），试验电压（耐压值）单相对地电容量范围（如0.2-0.55uF等）；
4、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线：电压等级（或称工作电压）；试验电压（耐压值）；
5、CVT效验：电压等级或称工作电压，试验电压（耐压值）电容量范围（如0.005-0.02uF）。

ZSBP-270KVA/270KV变频串联谐振耐压试验装置
一、介绍
1、执行标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018《电力设备专用测试仪高压谐振试验装置》
2、作用：对被测试品做承受过电压预防交流试验和交接交流试验
3、可以完成交流被测试品：电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、隔离开关、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统等各种被试品的预防交流试验和交接交流耐压试验
4、电源：采用220V及380V两种
5、操作模式：全自动、半自动、手动
6、元器件（纯进口）：功率器件：德国英飞凌，模块：日本富士IGBT，芯片：英特尔等
二、参数
变频串联谐振耐压试验装置采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。
采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达0.1Hz；采用了正交非同步固定式载波调制方式，确保在整个频率区间内输出波形良好；功率部分采用了先进的IPM模块，在小重量下确保仪器稳定和安全。
1、输入:电压220V或者380V ±10%
2、频率：45/65Hz
3、输出电压：0-250V
4、输出波形：正弦波
5、频率调节范围：30-300Hz
6、频率分辨率：0.01Hz
7、频率稳定度：0.1%
8、频率步进值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
9、电压分辨率：0.1kV
10、电压测量精度：1.5%
11、电压步进值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
12、运行连续工作时间：60分钟
三、功能
1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。
2、装置具有多种工作模式，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
3、工作模式为：全自动模式、半自动模式、手动模式、
4、存储，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，同时液晶大屏幕显示测频和试验频率一致，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、采用了ARM平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。
7、技术特点归纳：先进的数字、功率技术；功率器件全部采用的德国英飞凌，日本富士的IGBT智能模块，芯片全部采用英特尔的原装器件等
8、波形为脉宽电压调节的方波。
9、内部由ARM控制，操作功能得到优化,操作简单。
10、自动扫频，寻找谐振点.频率范围30-300Hz,可设置扫频范围，扫频耗时40秒钟(全频扫)，频率分辨率0.01Hz。
11、自动试验，用户可设置试验程序，试验程序分为5段，系统自动按设置的程序完成试验过程。
12、耐压时自动跟踪电压，电压正常波动时自动调整电压到目标电压，异常波动时提示用户电压异常波动，由用户根据试验情况进行操作。
13、实时显示试验状态，用户可根据试验状态进行相应操作。
14、强大的保护功能：过流保护，过压保护和闪络保护，过热保护，高压异常保护，软/硬件同时保护，确保安全。
15、试验数据保存，可即时打印试验数据，也可将数据保存以备下次打印。
16、数据查询功能,根据试验日期查询以往的试验数据。

ZSBP-500KVA/200KV变频串联谐振耐压试验装置：就是做耐压试验的设备，它是为了满足大容量的被试品要求而研发的设备。它是一套组合设备，为了耐压试验能顺利准确地进行，针对不同被试品，串联谐振装置的组件是不同的。所以请务必准确选型，技术部为您量身制定选型方案。

中试控股ZSBP-500KVA/200KV变频串联谐振耐压试验装置产品适用性好，实用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企业以及电力工作者信赖的好伙伴。

中试控股践行“精细制造，深耕技术”产出ZSBP-500KVA/200KV变频串联谐振耐压试验装置优质产品能够在市场中赢得用户信赖,树立中试控股新形象打下了坚实的根底。

串谐式限流器

1.工作原理

已有不少文献研究讨论串谐式限流器方案，图1给出了几种典型拓扑。

尽管串谐式限流器的拓扑结构不尽相同，但其工作原理相似。以图l(a)为例，工作原理简介如下：正常运行时，开关K断开，选择合适的L与C，使其发生串联谐振，限流器的等效阻抗接近于零；线路发生短路故障时，开关K导通使c短接，L串入线路限流故障电流(三值决定故障限流水平)。

串谐式限流器适用范围串谐式限流器在不同电压等级系统中应用时，其所需的电容量从而占用空间体积差别很大。表l 给出了串谐式限流器应用在35、110、220、500 kV 系统中，且要求稳态短路限流值分别为10、20、30 kA时，其所需的电容、电感值(忽略系统内感)。

串谐式限流器具有原理、拓扑结构简单，正常运行模式下功耗接近于零、不影响系统运行、能实现串补功能，故障限流模式下能够实现有效限流、便于与继电保护配合等优点。

本文对串谐式限流器从正常运行模式向故障限流模式过渡过程中的转移电流等进行了仿真研究，得出以下几点结论，这些结论在实际应用中应引起注意。

1)串谐式限流器从正常运行模式切换到故障限流模式过程中，其谐振电容C与转换开关K之间会产生高频振荡转移电流，并在C两端引起振荡过电压，且振荡电流幅值与转换开关的闭合时间成振荡增幅关系、振荡电压幅值随着转换开关闭合时间的延迟成阶梯上升关系。

2)在谐振电容C支路中串入适当的电感厶c可有效降低上述高频振荡的频率和幅值，但会抬高振荡回路中的临界阻尼电阻值，从而延长振荡衰减时间。

3)可在转换开关K支路中串入适当阻尼电阻 (如临界阻尼电阻的1／10)加速振荡衰减过程，但在短路限流期间阻尼电阻将要流过全部短路电流，因此其功耗极大，选择时应充分考虑承载容量。

4)串谐式限流器应采用高速转换开关，确保线路发生短路时能够以最快的速度短接电容器、进入故障限流模式，否则其电容器及转换开关将工作在极其恶劣的条件下。

5)在短路限流期间(断路器未跳闸切断故障回路之前)串谐式限流器的转换开关将承受全部系统短路电流与电容高频振荡电流，当其采用功率半导体器件构成时，应充分考虑能够承受这种运行工况。串联谐振优点

1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q.

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/3-1/5.

3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流，击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。

5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即可熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪落电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。

串联谐振耐压设备主要针6KV、10kV、35kV、110kV、220KV、以及500kV及以下电力的电缆，GIS和SF6开关，主变压器、母线，发电机，套管，互感器等所有电气主设备的交流耐压试验。电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象500kV电缆这样的高电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。串联谐振耐压设备主要由变频控制电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。

串联谐振耐压设备原理

在回路频率f=1/2π√LC时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。

串联谐振耐压设备参数

工作电源;220V/380V,50HZ *试验容量：30-30000KVA

(试验电压：1000KV及以下 *谐振频率范围：20-300Hz

试验电压波形：正弦波波形畸变率小于等于0.3%

试验电压冷确度：1级

频率调节：0.01Hz

保护响应时间：小于1微秒

系统具有过电压保护、过电流保护、放电保护、击穿跳闸保护、过热保护。

串联谐振耐压设备应用

1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验

2、6kV-500kV变压器的工频耐压试验

3、GIS和SF6开关的交流耐压试验

4、发电机的交流耐压试验

5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。谐振电路在具有电阻R、电感L和谐振电路在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。

串联谐振时，电感电压与电容电压等值异号，即电感电容吸收等值异号的无功功率，使电路吸收的无功功率为0；电场能量和磁场能量都在不断变化，但此增彼减，互相补偿，这部分能量在电场和磁场之间振荡，全电路电磁场能量总和不变；激励供给电路的能量全转化为电阻发热。为了维持振荡，激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗，与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少，电路的品质越好。

串联谐振、串联谐振电路的原理：

随着各个地方电缆的交流试验规程的不断建立和电力系统大容量试品的增多，串联谐振电源电源在电力系统中应用越来越广泛，要求我们对串联谐振的认识不断深入，我们将对串联谐振的原理和串联谐振电源在现场的应用和大家一起展开讨论。
串联谐振的原理：
先说谐振的产生，谐振是有R、L、C元件组成的电路在一定条件下的一种特殊现象，我们先带领大家一起来分析R、L、C串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特征，如图1所示，R、L、C串联电路在正弦电压∪的作用下：其复阻抗为：
变频串联谐振由变频电源、激磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。变频串联谐振试验装置是运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频控制器的输出频率，使回路电感L和试品C串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验。国内外有关部门为什么广泛推荐采用交流耐压取代直流耐压？随着国民经济的发展以及城网供电电压等级的提高，交联聚乙烯绝缘电力电缆（XLPE）以其合理的工艺和结构，优良的电气性能和安全可靠的运行特点，在国内外获得越来越广泛的使用。尤其在高压输电领域更取得了巨大的进展。与充油电缆相比，交联电缆敷设安装方便，运行维护简单，不存在油的淌流问题。