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高压设备耐压试验仪（电科院）

时间：2022-11-24

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高压设备耐压试验仪（电科院）

ZSBP-405kVA/108kV变频串联谐振耐压试验装置

| 参考标准：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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ZSBP-405kVA/108kV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-405kVA/108kV变频串联谐振耐压试验装置

适用范围
1、满足100MVA/35kV以下变压器交流耐压试验，电容≤0.025uF,试验频率45~65Hz,试验电压U≤72kV。试验时间：1分钟
2、满足35kV/300横截电缆3000米的交流耐压试验，电容≤0.6Uf,试验频率30~300Hz,试验电压U≤52kV。试验时间：1小时

系统技术规范及性能
4.1 系统技术参数
4.1.1 额定输出电压： 0～108kV
4.1.2 谐振电压波型：正弦波，波形畸变率＜1.0%
4.1.3 最大被试品电流； 2.5A 7.5A
4.1.4 最大试验容量： 405kVA
4.1.5 输出频率： 30～300Hz
4.1.6 工作时间：满功率输出下，连续工作时间60min
4.1.7 品质因素： 30～90
4.1.8 输入工作电源：三相380V±5%，50Hz
4.1.9 环境温度：－15℃～+40℃
4.1.10 相对湿度：＜90RH%，无凝露状况
4.1.11 海拔高度：＜5000m
4.2 系统的性能特点
4.2.1 充分利用我公司在电子测量技术和电磁兼容方面的优势，完全自主开发设计和生产该套设备所有组成部分包括：变频电源、激励变压器、浇注式高压电抗器和高精度电容分压器。
4.2.2 具备手动/自动模式、大屏幕显示、试验参数设置，并具有自动计时及操作提示功能。
4.2.3 具备多项保护功能，如：过压、过流保护、放电保护、失谐保护等。

装置容量确定
设备装置容量设计为405KVA/108kV，分6节电抗器，电抗器单节为27KV/2.5A/52H组合使用能满足上述被试品的试验要求。
六、主要部件的技术规范及性能
1、变频控制电源25KW 1台
a) 变频控制电源采用高压耐压试验专用变频电源,采用一体化设计,控制电源本体具备调频、调压、控制、保护等功能。
b) 额定输出容量: 25KW
c) 工作电源: 交流220V/380V、50Hz 。两种电源都可使用
d) 输出电压: 0～500V可调。
e) 输出电压不稳定度≤0.05%
f) 最大输出电流: 50A
g) 输出波形:正弦波, 波形畸变率:≤0.5%
h) 频率调节范围: 30～300Hz
频率调节分辨率: 0.001 Hz
i) 连续运行时间: 大于1小时
j) 噪声水平:≤ 60dB
k) 变频电源采用高性能专用微机控制电压、频率调节
l) 变频电源配备专用引线和插头与其他设备进行连接。
m) 保护：具有过压、过流、过热、放电保护功能。
n) 具备手动试验/自动试验两种模式。
具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率、励磁电流、励磁电压、试验时间等。
具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能及各种数据打印功能。
O) 重量： 25Kg
2、励磁变压器25KVA 1台
a) 额定容量: 25KVA
b) 输入电压: 500V
c) 输出电压： 2KV ；4KV；
d) 工作频率范围： 30～300Hz
e) 连续运行时间: 大于1小时
f) 电压比测量误差: 小于1%
g) 结构：采用干式结构,绝缘耐热等级H级,满足干式变压器国家规范要求；
高﹑低压绕组间和铁芯设静电屏蔽,既作为励磁变,又是隔离变；
内置过电压保护,防止击穿反击。
h) 重量： 90Kg ;
3、高压电抗器 67.5/27 6台
a) 额定容量： 67.5KVA
b) 额定电压： 27KV
c) 额定电流： 2.5A
e) 品质因素： Q≥30
f) 结构：干式；
g) 重量： 70Kg/台
h) 连续运行时间：≥ 1小时
4、电容分压器 110/0.001 UF 1台
a) 额定电压： 110KV
b) 工作频率： 30～300Hz
c) 分压比： 1000：1
d) 分压比误差： ≤1%,
e) 测量精度：交流有效值1.0级
f) 介质损耗： tgδ≤0.5% ;
g) 重量： 30Kg
h)高﹑低压臂的电容采用一致的介质结构,温度系数小,角位移小,在30-300HZ内分压比不变。

基本配置
1、变频电源 25KW 台 1
2、励磁变压器 25KVA 台 1
3、高压电抗器 67.5/27(27KV/2.5A) 台 6
4、电容分压器 110/0.001UF(110KV) 台 1
5、附件箱含测试线一套套 1

ZSBP-405kVA/108kV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-405kVA/108kV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-405kVA/108kV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。

ZSBP-405kVA/108kV变频串联谐振耐压试验装置

友好的人机接口：

专用的DSP 显示平台，大容量的数据存储器，大屏幕LCD 显示；丰富的帮助应用信息，帮助你现场分析试验发生保护动作时可能出现的问题；可保存200 次测试数据;具有调频时显示频率－电压波形曲线，直观的观察到是否寻找到谐振点；扫频范围可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上向下任意选择，方便用户操作；中试控股对于那些需要在50Hz 条件进行试验的试品（比如发电机），我们采用了调频调感技术，我们的电抗器电感值可以根据试验需要进行适当调节，压紧装置可以保证降低在通电时电抗器的噪音；

8.5.独特的结构设计：调频电源控制箱的接入和输出采用插接和螺丝连接两种方式，安全、方便、可靠、美观精致；

电抗器采用独特的环氧浇注工艺，防潮防颠震；

整体色彩和外型由专业的设计公司专门设计，美观大方。本公司生产的串联谐振设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。电力设备高电压试验中，各种大型变压器及发电机的交流耐压实验需要定期进行。常规的交联聚乙烯绝缘电缆直流耐压试验因为会对电缆绝缘造成误伤而不再推荐，改而开展交流耐压试验。受试设备容量巨大，常规的交流耐压试验设备的容量、体积、重量也很大，不利于在现场开展检测。串联谐振试验设备的出现改变了高电压试验的这种困境。串联谐振耐压试验技术具有很多优点：串联谐振电源只需要提供试验回路中消耗的有功，所需电源容量大大减小，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。试验设备的重量和体积大大减少。谐振电源的谐振式滤波电路改善输出电压的波形，防止了谐波峰值对试品的误击穿。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，中试控股防止大的短路电流烧伤故障点。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭不会出现任何恢复过电压。

在发电厂、变电站进行串联谐振技术进行高电压试验，工作场所比较复杂，试验使用的电源容易受到各种负荷如电动机、鼓风机的影响不稳定；环境中的电磁辐射，如运行中的空心电抗器、高压带电体上的电晕放电；以及雷电、操作波带来的冲击浪涌；工作场所的静电放电等，会对串联谐振电源产生骚扰，影响其稳定性，还会对试验操作人员造成不可预料的伤害。本文的试验研究关注串联谐振电源在复杂的工作场所和电磁环境中受到各种干扰时的抗干扰能力，及其工作的稳定性。

对串联谐振电源装置的电磁兼容试验包括静电放电试验，电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验，电快速瞬变脉冲群抗扰度试验以及浪涌抗扰度试验。

在低相对湿度，使用低导电率地毯和乙烯基服装时，电气和电子设备容易来自操作者和临近物体的静电放电干扰，因此需要对串联谐振电源装置进行静电放电抗扰度试验。在电网、电力设施发生故障或负荷突然出现大的变化时，会产生电压暂降或短时中断的现象。中试控股当连接到电网的负荷连续变化时则会引起电压的变化，这些现象会对电气和电子设备造成影响。与低压供电网连接的电气和电子设备需进行电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验。电快速瞬变脉冲群是由电感性负载（如继电器、接触器等）在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的暂态骚扰。当电感性负载多次重复开关，则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。这种暂态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对电子、电气设备的可靠工作产生影响。为检验电子、电气设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能，需进行电快速速变脉冲群试验。浪涌冲击来源主要有两种，1）雷电浪涌：雷电击中户外线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压；感应雷的磁场在线路上感应出的电压或电流；雷电击中了附近的地面，地电流通过公共接地系统时所引入的干扰。2）操作浪涌：主电源系统切换时（例如投切补偿电容组）产生的干扰；在靠近设备附近有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰；切换有谐振线路的晶闸管设备；设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障。需要对串联谐振电源装置进行浪涌冲击抗扰度试验。

1）接触式和空气中的静电放电对串联谐振电源装置均会产生干扰，影响设备正常工作。电源电压暂降到40%和70%时以及短时中断时，中试控股设备均不能正常工作；电源电压电压变化到70%时串联谐振电源装置部分功能失常。浪涌抗扰度试验使串联谐振电源装置不能正常工作。电快速瞬变脉冲群带来的干扰对串联谐振电源装置未产生任何影响。

2）工作场所、环境中遭受的静电放电，工作电源电压的暂降、短时中断和电压变化以及雷电活动或系统电源切换时造成的浪涌冲击，都会对串联谐振电源装置造成严重干扰：设备在运行中突然关机会造成试验所产生的交流高电压瞬降，影响交流耐压试验效果的判断；升压控制功能失灵，中试控股会导致整个串联谐振试验回路产生的高电压瞬间升高，乃至超出被试设备的绝缘水平，误伤被试设备。工作电源的长期不稳定，造成串联谐振试验装置工作状态不稳，累积效应会导致装置加速老化，影响其使用寿命。

3）采取屏蔽手段，有效屏蔽静电放电带来的电磁干扰；试验电源应与其他大功率负荷隔离，并采取稳压措施，保证工作电源质量；低压试验电源母线应装备电涌防护设备，有效防止浪涌冲击对串联谐振试验装置的影响和破坏。并联谐振式中频电源采用了三相全控整流器，其输出功率的大小是通过改变整流器的输出电压来调整的。而整流器的输出电压是通过改变可控硅控制角 α 来实现。可知：α 值越大，直流电压就越低，同时整流器的功率因数也越低。电源在运行时，根据加热工艺要求的不同及负载阻抗的变化，很难做到 cos α=1。也就是说，并联谐振中频电源在运行时很可能会因功率因数低而形成较大的无功损耗。

串联谐振式中频电源无论采用三相不可控整流器还是采用三相半控整流器，其输出功率是通过改变逆变器的谐振频率来调整的。整流器的输出电压始终是 cos α=1 状态运行，无论电源的输出功率高低，整流器的功率因数均为 λ≈0.955cos α≈0.955。由此可见，串联谐振式中频电源运行时的功率因数是不受负载变化和功率变化所影响的，中试控股高功率因数和低无功损耗为其带来节电效果。通过大量试验表明：串联谐振式中频电源比并联谐振式中频电源的节电效率高达 10%～20%（负载变化及工艺标准不同，节电效率也就不同）。中试控股

谐波分量

由于并联谐振整流控制角 α 的变化，整流输出电压脉动较大。当 α ∧ 60°后电压波形不再连续，整流可控硅换流过程中残缺角会吸收电网正弦波，造成电网波形缺角，产生大量的 n=6k±1 次谐波分量［ 13-15 ］，其中 5 次、7 次、11 次谐波电流含量分别占基波电流的 20%、11%、6%，这对于小功率的用户而言影响不大，但对于大功率的用户来说危害就很大，对于中频用户，若用常规的无功补偿就无法进行，有的用户用常规的电容器作无功补偿，但无法投入电容器，即便能投入，已对 5 次谐波电流放大了 1.8～3.8 倍以上，中试控股使电机、变压器等用电设备的铜损、铁损明显增加，缩短了设备的使用寿命，用电成本大幅上升。如果采用 LC 有源滤波器进行滤波，滤波器的成本会接近甚至大于中频电源的成本。

串联谐振的整流器采用不可控整流方式，启动工作后始终以最大电压输出，整流器后端又加上大容量滤波电容，输出的直流电压是一条直线，因此其产生的谐波分量很小，几乎可以忽略不计。所以既不需要无功补偿，也不需要高昂的滤波设备。