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电力技术
调频串联谐振成套装置(电科院)
时间:2022-11-24

中试控股技术研究院鲁工为您讲解:调频串联谐振成套装置(电科院)

ZSBP-324KVA/44KV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。

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

ZSBP-324KVA/44KV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:6kV10kV、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-324KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置

适用范围
1.35kV/630mm2电缆5km,电容量≤0.54μF,试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。
一、系统主要性能及参数
1、电源电压:   380v/220V±10%、50Hz;
  2、额定容量:  324KVA;
  3、输出电压:     60KV
  4、输出电流:     1A, 6A
  5、输出电压波形:  正弦波;
6、输出电压波形畸变率: ≤0.5% ;
7、允许连续工作时间:额定输出电流下持续运行;
  8、输出频率范围:     30~300Hz ;
    9、品质因数:         ≥30
10、系统噪声:       ≤60db
11、系统测量精度:    1.0级
12、频率分辨率:      0.01Hz
13、频率不稳定度:    ≤0.05%  
14、环境温度:       -25℃~ +55℃  
相对湿度:       ≤90%
海拔高度:       ≤2000m
15、具备手动试验/自动调谐/自动试验模式。
16、具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率等。
17、具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能。
18  具备过电压、过电流、过热保护功能。
19、具备闪络保护功能,在试品发生闪络时谐振回路失谐,电源立即停止输出,屏幕提示“试验失败”及相关信息。
20、具备各种数据打印功能。
二、设备制造遵循的国家标准和行业标准
GB7328-87              << 变压器和电抗器的声级测量>>
GB1094                <<电力变压器>>
GB/T16927.1-2-1997     <<高电压试验技术>>
ZBK41006-89            <<试验变压器>>
GB4208                 <<外壳防护等级>>
GB2900                 <<电工名词术语>>
GB5273                  <<变压器、高压电器和套管的端子>>
GB191                  <<包装储运标志>>
GB10327                <<电力变压器绝缘水平和绝缘试验外绝缘自空气间隙》
GB10229-88             <<电抗器>>
IEC358(1990)           <<耦合电容器和电容分压器>>
IEC1000                <<电磁兼容性>>
GB4793-1984             电子测量仪器安全要求
  三、系统配置及具体参数
1、变频控制电源20KW                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380/220V、50Hz 。
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: 16Kg   
2、 励磁变压器12.5KVA            2台
a) 额定容量:   12.5KVA
b) 输入电压:    500V
c) 输出电压:   1.6KV;3.2KV;
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:    55Kg ;
3、高压电抗器 27/27       12台
a) 额定容量:   27KVA
b) 额定电压:   27KV
c) 额定电流: 1A
e) 品质因素:  Q≥30 
f) 结    构:  干式;
    g)  重    量: 35Kg/台
h) 连续运行时间:≥ 1小时
4、 电容分压器   60/0.003                1台
a) 额定电压:    60KV
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:    10Kg
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。
四、供货清单一览表             
1、变频电源 25KW 1
2、励磁变压器 12.5KVA 2
3、高压电抗器 27/27 12
4、电容分压器 60/0.003 1
5、附件箱 含测试线一套 1
五、出厂检验
本装置出厂前,对各组成单元设备及成套装置分别按下列试验项目进行出厂前试验,试验结果完全符合协议及以下标准要求后方可出厂。
1、变频电源
1)绝缘电阻测试
2)耐压试验:2000V,1分钟
3)负载试验:在满负荷下,各器件的温升不大于45K 。
2、励磁变压器
1)直流电阻测量
  2)变比测量
  3)空载电流及空载损耗
  4)短路阻抗和负载损耗
  5)绝缘电阻测试
  6)温升试验:额定容量下运行60min,温升不大于65K 
 3、电抗器试验
1)直流电阻测量
2)电感量测量
3)交流耐压试验
温升试验:额定容量下运行60min,温升不大于65K
      4、成套装置试验
(1) 耐压试验:1.1额定电压下,耐压1min;
(2) 短路试验:电压为0.5U,0.8U,1.0U的条件下,将高压输出突发短路3次,保护装置可靠动作,各单元完好。
(3)噪音小于60dB;








ZSBP-324KVA/44KV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。



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ZSBP-324KVA/44KV变频串联谐振耐压试验装置

串联变频谐振试验

2.1原理      


串联谐振装置的工作原理图
串联谐振装置的工作原理图如图 1、图2。


串联谐振工作原理计算公式
则 UC=qU ,即被试品上获得的电压为励磁电压的q倍。也就是说,利用额定电压较低的试验变压器,可以得到较高的输出电压。


由于输入功率P=UIcosφ ,谐振时,负荷为纯电阻性的,即cos φ=l,故P=UI,而加在被试品上的容量PS是施加的电压 UC 和电流I的乘积,即P5=UJ=qUI=qP。由此可见,被试品上得到的容量为试验电惊容量的q倍。也就是说,用小容量的试验变压器可以对大容量的试品进行交流耐压试验。变频串联谐振装置使用大功率变频电源柜调节电源频率,使回路达到谐振,所用电抗器的电感量是不变的。试验电源频率随被试品电容量不同而改变,但应在 50-300 Hz 之间。


2.2  优点


变频串联谐振是谐振式电流滤波电路,能改善电源波形畸变,获得较好的正弦电压波形,有效防止谐波 峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态,当被试品的绝缘点被击穿时,电流立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的数1/10。发生闪络击穿时,因失去谐振条件,除短路电流立即下降外,高电压也立即消失,电弧即可熄灭。其恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压断开电惊,所以适用于高电压、大容量的电力设备的绝缘耐压试验。如:GIS 变电所、高压交联电力电缆、发电机、大型变压器、隔离开关、互感器等。


2.3  试验要求


(1)GIS 试品应完全安装好,充气到额定密度,并进行密封性试验和气体湿度测量合格。


(2)已完成主回路电阻测量、各元件试验以及SF6 气体微水含量和检漏试验。


(3)所有电流互感器二次绕组接地 ,电压互感器二次绕组开路并接地 。


(4)GIS 主回路的每一部分及 GIS 的每一新安装部位都应进行耐压试验 。


2.4   试验电压的加压方法


若试验设备容量较小,试验时分相进行,其它非试相与外壳连接接地。从每相进出线套管进行加压,如果 试验设备容量允许,也可三相同时加压。试验中应使GIS 每个部件都至少施加一次试验电压。同时,要尽量减少固体绝缘的重复试验次数 ,以避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化,所以在制定试验方案时,试验电压尽可能从不同部位施加。


2.5  交流耐压试验程序


(1)老练试验


GIS现场交流耐压试验的第一阶段是“老练净化”,其目的是清除GIS内部可能存在的导电微粒或非导电微粒。“老练净化”可使导电微粒移动到低电场区或微粒陷阱中和烧蚀电极表面的毛刺中,使其起不到危害绝缘作用。“老练净化”电压值低于额定电压值,时间可取数分钟。


(2)耐压试验


在“老练净化”过程结束后进行,一般为出厂试验耐压值的80%,时间为1min 。


3  在瀑布沟电站的应用
该电站5OOkVGIS室由6条进线和6条出线组成,含有18组线路开关及刀闸和两组母联开关、刀闸以及两回主母线。GIS 室与主变用500kV电缆连接,单回500kV电缆长度为686m。为考察 GIS和电缆一次元件是否存在绝缘缺陷,绝缘水平是否符合有关标准的规 定和厂家技术条件的要求,我们采用串联谐振装置进行试验 。 


3.1 试验设备


30-300 Hz调频l000kV/48 A,测量范围0- l000kV,不确定度(或准确度)1kV(0.5级)。高压兆欧表测量范围0- 500TΩ;不确定度(或准确度)0.5级。


3.2   试验参数计算


(1) GIS 耐压试验


GIS 电容量Cl为 47000 PF,测量用电容分压器选取4只3000 PF, 4只标准串联组成分压器,则分压器电容量C2=3000 PF&pide;4=750 PF,分压器耐压值为 1000kV,总电容量C为GIS对地电容量与分压器电容量的总和,即


C = Cl + C2 = 47000PF + 750PF=47750 PF


选用200H/12A ,额定电压值为1000kV的串联电抗器。

 

 

 

 

 

 

 

 

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