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电力技术
串联谐振交流耐压试验装置
时间:2022-11-26

中试控股技术研究院鲁工为您讲解:串联谐振交流耐压试验装置

ZSBP-44KVA/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-44KVA/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-44KVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置
一、满足试品范围
1、11kV/300mm2电缆1km交流耐压试验,电容量≤0.3755uF,试验频率30-300Hz,试验电压28kV,试验时间5min。
2、10kV开关等电气设备的交流耐压试验,试验频率30-300Hz,试验电压不超过42kV,试验时间1min。
二、装置主要组成
1、变频电源 ZSBP-4kW 1
2、激励变压器 ZSJL-3kVA 1
3、高压电抗器 ZSDK-22kVA/22kV 2
4、电容分压器 ZSFY-3000pF/50kV 1
三、主要功能及特征
ZSXZ系列变频串联谐振耐压试验装置,采用调节电源频率的方式,使得电抗器与被试电容器实现谐振,从而在被试品上获得高电压大电流,因其所需电源功率小、设备重量轻体积小,在国内外得到了广泛好评和应用,是当前高电压试验的新方法和潮流。
我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点:
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、整个装置单件重量很轻,便于现场使用。
3、装置具有三种工作模式:全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式;方便用户根据现场情况灵活选择,提高试验速度。
4、能存储和异地打印数据,存入的数据编号是数字,方便用户识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定,扫频方向可以向上、向下选择,同时液晶大屏幕显示扫描曲线,方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、采用DSP平台技术,可根据用户需要增减功能和升级,人机交换界面更为人性化。
7、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。
8、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中,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1/10-1/30。
9、有效改善输出电压波形。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,有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。
10、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,

而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。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。
11、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,电弧即刻熄灭,且恢复电压的再建立过程很长,

很容易在再次达到闪络电压前断开电源,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。
四、主要技术参数
1.额定容量:44kVA
2.额定电压:22kV;44kV
3.额定电流:2A;1A
4.测量精度:系统有效值1.5级
5.工作频率:30-300Hz
6.装置输出波形:正弦波
7.品质因素:装置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸变率:输出电压波形畸变率≤1%
9.输入电源:单相220或三相380V电压,频率为50Hz
10.工作时间:额定负载下允许连续60min;过压1.1倍1分钟
11.温    升:额定负载下连续运行60min后温升≤65K
12.保护功能:过压、过流、零位启动、系统失谐(闪络)等保护功能
13.环境温度:-20℃-55℃
14.相对湿度:≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米
六、试验时设备组合方式
组合方式
被试品对象 电抗器选择
(22kVA/22kV两节) 激励变压器
输出端选择 试验电压(kV)
10kV/300mm2电缆1km 使用电抗器两节并联 1.5kV ≤22kV
10kV开关等电气设备 使用电抗器两节串联 3kV ≤42kV
七、系统配置参数
(一)变频电源ZSBP-4kW                                      1台
1)额定输出容量:4kW
2)工作电源:220/380±10%V(单/三相),工频
3)输出电压:0–400V
4)额定输入电流:10A
5)额定输出电流:10A
6)电压分辨率:0.01kV
7)电压测量精度:1.5%
8)频率调节范围:30–300Hz
9)频率调节分辨率:≤0.1Hz
10)频率稳定度:0.1%
11)运 行 时 间:额定容量下连续60min 
12)温    升:额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K
13)噪 声 水 平:≤50dB
14)尺寸(长宽高mm):400×280×400
15)重量:约10kg
(二)激励变压器ZSJL-3kVA                     1台
1)额定容量:3kVA
2)输入电压:0-400V
3)输出电压:1.5/3kV
4)结构:干式
5)尺寸(长宽高mm):450×330×430
6)重量:约35kg
(三)高压电抗器ZSDK-22kVA/22kV                              2节
1)额定容量:22kVA;
2)额定电压:22kV
3)额定电流:1A
4)电 感 量:110H/单节
5)品质因素:Q≥30 (f=45Hz)
6)结    构:干式
7)尺寸(内径高mm):∅236×375
8)重    量:约33kg
(四)电容分压器ZSFY-3000pF/50kV                             1套
1)额定电压:50kV
2)高压电容量:3000pF
3)介质损耗:tgσ≤0.5%
4)分 压 比:1000:1
5)测量精度:有效值1.5级
6)重量:约8kg
八、供货清单
1、变频电源 ZSBP-4kW  1
2、激励变压器   ZSJL-3kVA 1
3、高压电抗器 ZSDK-22kVA/22kV 2
4、电容分压器 ZSFY-3000pF/50kV 1
5、串联谐振测试线 1
6、出厂检验报告 1
7、使用说明书 1
8、产品合格证 1
9、装箱清单 1
九、参考实验标准
DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》 
GB50150-2016 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
GB10229-88 《电抗器》
GB1094 《电力变压器》
GB1094.1-GB1094.6-96       《外壳防护等级》
GB2900 《电工名词术语》
GB/T16927.1~2-1997       《高电压试验技术》
DL/T474.4-2006             《现场绝缘试验实施导则-交流耐压试验》
DL/T1015                   《现场直流和交流耐压试验电压测量系统的使用导则》
GB/T311.1-1997 《高压输变电设备的绝缘与配合》
GB191-2000 《包装储运图示标志》
JB/T9641-1999              《试验变压器》
IEC358(1990)               《耦合电容器和电容分压器》
GB4793-1984                《电子测量仪器安全要求》
GB/T3859.2-1993          《半导体变流器应用导则》
GB/T2423.8-1995          《电工电子产品基本环境试验规程》
DL/T849.6-2004             《电力设备专用测试仪器通用技术条件第6部分:高压谐振试验装置》










ZSBP-44KVA/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-44KVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置

利用调



      谐电感与负荷电容使之产生工频串联谐振,以获得工频试验电压的设备由变频电源、励磁变压器、电抗器、补偿电容及分压器组成。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。


      串联谐振试验设备主要用于10kV、35kV、110kV的交联橡塑电力电缆,66kV、110kV、220kV 组合电器(GIS)的变频交流耐压试验,水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节(30--300Hz)串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。


       串联谐振在具有电阻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。在电阻、电感及电容所组成的串联电路内,当容抗XC与感抗XL相等时,即XC=XL,电路中的电压U与电流I的相位相同,电路呈现纯电阻性,这种现象叫串联谐振(也称为电压谐振)。当电路发生串联谐振时,电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小,电流将达到最大值。
串联谐振是一款电缆专用便携式变频谐振升压装置。该装置主要由变频控制器、励磁变压器、高压电抗器、高压分压器等组成,广泛应用于各种高压交联电缆、变压器、发电机、GIS开关、电动机的交流耐压试验,适用于电力、冶金、石油、化工等多个能源行业。


串联谐振的工作原理是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的电压。它的操作方法介绍如下:


(1)BPXZ串联谐振用于10KV电缆的耐压装置,励磁变压器一般接低端;


(2)用于10KV和35KV电缆的耐压装置,10KV电缆耐压励磁变压器接低端,35KV电缆耐压励磁变压器接较高端;


(3)用于10KV、35KV和110KV电缆的耐压装置:10KV、35KV电缆耐压励磁变压器接低端,110KV电缆耐压励磁变压器接高端;


(1)BPXZ串联谐振用于电机的耐压装置,励磁变压器一般接低端;


(2)用于电机和电缆的耐压装置,电缆耐压励磁变压器接低端,电机耐压励磁变压器接高端;


(3)通常情况下,用于电机耐压的谐振装置兼容较低电压的电缆。
注意事项:


(1)BPXZ串联谐振用于开关、GIS、变压器的耐压装置,励磁变压器的输出电压一般较高;


(2)用于开关、GIS的耐压装置,励磁变压器接高端,变压器耐压励磁变压器接低端;


(3)通常情况下,改种型号的谐振装置兼容较较短长度的电缆,励磁变压器接低端;


(4)用于开关及较低电容量的试品交流耐压试验时,需要将所有电抗器串联在高压回路中,可以确保谐振;


(5)用于开关、GIS、变压器的耐压时,需要将电抗器串联连接,电抗器串联只数按照实际的试验电压确定。


工作原理
变频串联谐振装置采用ARM和FPGA高速数字信号处理器,实现整个试验过程的高水平控制,FPGA高速数字信号处理器程实时计算出输出波形,实时改变波形输出,实时测量高压电压值及变频器电源主回路参数,并返回测量参数,运行状态给ARM,实时采样保护信号,快速关闭电源输出及其波形发生器。

 

 

 

 

 

 

 

 

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