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电力技术
变频串联谐振实验装置(电科院)
时间:2022-11-24

中试控股技术研究院鲁工为您讲解:变频串联谐振实验装置(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

串联谐振频率计算公式

 


(2)电缆耐正试验


串联谐振频率计算公式
设GIS电容量(只含一个断路器间隔和两个分支母线)为 Cl(约为4000PF),电缆电容量为C2(约为0.105 μF,按每0.14μF/km,共700 m 极限情况计算),测量用电容分压器选取4只3 000 PF/250 kV 标准电容,每只电容量为3000PF,4只标准串联组成分压器,则分压器电容量C3=3000PF/4=750PF,分压器耐压值为1000KVA,总电容量C为GIS对地电容量与分压器电容量的总和,即C≈C1+C2+C3≈4000PF+0.105μF +750PF ≈110hF。


经计算 ,谐振耐压设备各项参数皆能满足试验要求。


3.3   试验程序


串联谐振试验加压过程示意图
第一次加压施加电压为318kV ,时间5min,分别由电站6号出线回路的GIS室出线侧A 、B 、C 三相套管注入高电压。对整台GIS进行老炼试验,非加压相短路并接地,加压相各电流互感器二次侧处于短路并接地状态。电压互感器二次侧一点接地,加压相各断路器、隔离刀闸处于合闸位置,加压相各接地刀闸处于分闸位置。如图3所示 。


 第二次加压不带高压电缆 、母线和分支母线上的 电压互感器。第一阶段施加电压为 318 kV ,时间5 min , 第二阶段施加电压为 476 kV ,时间1 min ,以考察GIS 是否能经受 476 kV 电压 (以备在第三次至第八次带有电缆加压时若发生击穿 ,判断是GIS还是电缆击穿),如图4 所示 。


串联谐振试验加压过程示意图
第三次从 1号线路经5012断路器间隔加压到1号机出线高压电缆(断开50ll和5013断路器)。第一阶段电压为318 kV,时间5 min,第二阶段电压为476 kV,时间15min,如图5 所示。


串联谐振试验加压过程示意图
根据瀑布沟电站主接线方式,将对整个开关站GIS设备分别从各出线侧共进行10次加压试验,以便对各主回路每一部分都进行耐压试验 。


3.4 试验成果


在试验过程中如果发生击穿放电,则应根据放电能量和放电引起的各种声、光、电、化学等放电效应,以及耐压试验过程中进行的其它故障诊断技术提供的试 验成果进行综合判断。遇有放电情况,可采取下列步骤:


(1)施加规定的电压,进行重复试验:如果设备或气隔还能经受,则该放电是自恢复放电;如果重复试验电压达到定值和规定时间时,则认为试品合格。否则按(2)项进行。


(2)设备解体,打开放电气隔,仔细进行内部各部 位的绝缘检查。在采取必要的恢复措施后,方可进行下 一次规定耐压试验 。


只有GIS的每一部件均已按选定的完整试验程序试验,电压元击穿放电,才认为整个GIS 通过试验。


4 经验及体会
对于电容量较大、试验电压较高的试品,一般采用串联谐振耐压装置进行试验;当其配合变频电摞柜使用时,调整频率使其谐振,试验是非常方便、有效。大量现场试验证明,它不仅体积小、重量轻、装拆方便而适合现场使用,而且具有输出电压波形好、所需电源容量小,还具有试品闪络时无过电压、破坏性小的优点。这样,既可保证试验装置本身的安全,又可避免被试品因闪络击穿而使缺陷扩大 。
交流耐压谐振装置主要针对220KV及以下变电站一次电气设备交流耐压试验设计制造。可按规程要求满足变压器、GIS系统、SF6开关、电缆、套管等容性设备交流耐压试验。既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求,又可满足低电压、大电流的设备试验条件要求,具有较宽的适用范围,是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。


谐振交流耐压装置主要由变频控制电源、激励变压器、电抗器、电容分压器组成。其中变频控制电源采用进口专用的SPWM数字式波形发生芯片,频率分辨率为16位,在20——300Hz时频率细度可达0.1Hz,同时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,确保谐振装置仪器稳定和安全。

 

 

 

 

 

 

 

 

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