2000kVA/400kV 变频串联谐振耐压试验装置方案-中试控股

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2000kVA/400kV 变频串联谐振耐压试验装置方案

时间：2020-06-10

一、系统执行标准
GB50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
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》
JB/T9641-1999 《试验变压器》
GB10229 《电抗器》
GB/T.311-1997 《高压输变电设备的绝缘与配合》
DL/T846-2004 《高电压测试设备通用技术条件》
GB4793-1984 《电子测量仪器安全要求》
GB2900 《电工名词术语》
GB4208 《外壳防护等级》
GB191 《包装贮运标志》
GB/T16927-1997 《高电压试验技术》

二、工作环境
1、环境温度：－150C –40 0C
2、相对湿度：≤90%RH
3、海拔高度: ≤3500米；
三、装置主要适用范围
1、满足500mm2,110kV电缆交流耐压试验，长度2km，电容≤0.376uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤128kV,耐压时间：60min/相。
2、满足630mm2,220kV电缆交流耐压试验，长度1km，电容≤0.188uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤178kV,耐压时间：60min/相。
3、110kV主变、GIS、开关、互感器、母线、绝缘子等电气设备的交流耐压试验，试验电压：≤184kV，试验频率：30～300Hz，耐压时间：1min；
4、220kV主变、GIS、开关、互感器、母线、绝缘子等电气设备的交流耐压试验，试验电压：≤368kV，试验频率：30～300Hz，耐压时间：1min；
5、110kV～220kV电力变压器的中性点的交流耐压试验，试验电压：≤160kV，试验频率：45～65Hz，耐压时间：1min；
四、系统技术规范及性能
（一）系统技术参数
1）额定输出电压：           0～400kV
  2）谐振电压波型：           正弦波，波形畸变率＜1.0%
  3）最大被试品电流；       5A
  4）最大试验容量： 2000kVA
  5）输出频率： 30～300Hz
  6）工作时间：满功率输出下，连续工作时间60min
  7）品质因素： 30～90
  8）输入工作电源：三相380V±10%，50Hz
  9）环境温度：－15℃～+40℃
  10）相对湿度：＜90RH%，无凝露状况
  11）海拔高度：＜3500m
  12）噪声： ≤50dB
（二）系统的性能特点
  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。
  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。
  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。

五、装置容量确定
满足500mm2,110kV电缆交流耐压试验，长度1km，电容≤0.376uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤128kV,耐压时间：60min/相。
频率取32Hz
试验电流 I=2πfCU试 =2π×32×0.376×10-6×128×103=9.6A
对应电抗器电感量 L=1/ω2C=66H
设计二节电抗器，将二节电抗器并联使用,则单节电抗器的参数为1000kVA/200kV/5A/132H，装置总容量为2000kVA。
验证：
1.满足630mm2,220kV电缆交流耐压试验，长度1km，电容≤0.188uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤178kV,耐压时间：60min/相。
使用电抗器二节并联，此时电感量为L=132/2=66H,
试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√66×0.188×10-6)=45.2Hz。
试验电流I=2πfCU试 =2π×45.2×0.188×10-6×178×103=9.5A。
2.110kV～220kV电力变压器的中性点的交流耐压试验，试验电压：≤
160kV，试验频率：45～65Hz，耐压时间：5min；
110kV～220kV电力变压器电容量约为0.025uF
使用电抗器二节串联，此时电感量为L=132*2=264H,
试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√264×0.025×10-6)=61.9Hz。
试验电流I=2πfCU试 =2π×61.9×0.025×10-6×160×103=1.5A。
结论：装置容量定为2000kVA/400kV，分二节电抗器，电抗器单节为1000kVA/200kV/5A/132H，使用电抗器组合能满足上述被试品的试验要求。
六、试验时使用关系表

设备组合/试品		电抗器1000kVA/200kV 二节	激励变压器输出端选择
满足110kV/500mm2电缆, (试验电压≤128kV,试验时间60min)	长度1000m以下	使用电抗器一节	5kV
满足110kV/500mm2电缆, (试验电压≤128kV,试验时间60min)	长度1000~2000m	使用电抗器二节并联	5kV
满足220kV/630mm2电缆, (试验电压≤178kV,试验时间60min)	长度500m以下	使用电抗器二节串联	10kV
满足220kV/630mm2电缆, (试验电压≤178kV,试验时间60min)	长度500~1000m	使用电抗器二节并联	10kV
满足110kV～220kV电力变压器, (试验电压160kV,试验时间1min)		使用电抗器二节串联	10kV
满足110kV母线,GIS, (试验电压≤184kV,试验时间1min)		使用电抗器一节	10kV
满足220kV母线,GIS, (试验电压≤368kV,试验时间1min)		使用电抗器二节串联	25kV

七、主要部件的技术规范及性能
（一）变频电源控制箱 BP-50kVA/380V 1台
1）技术参数

1.输入工作电源：       三相380V±10%，50Hz。
2.输出电压和电流： 0～400V，最大电流125A。
3.输出频率：       30～300Hz，频率调节细度0.1Hz，不稳定度＜0.05%。
4.定输出容量：       50kVA
5.外形尺寸和重量： 600×600×1200mm；150kg

2）性能特点

1.参数设置：可对试验电压、耐压时间、试验模式、试验电流、等参数进行设置或选择。
2.试验模式：手动试验模式、自动试验模式。
a、手动试验模式：具备升压、调谐（含手动、自动）、降压（手控自动）功能等。
b、自动试验模式：进入试验状态后，自动进行调谐、升压、计时、降压、切断主回路并转到试验结果界面。
3.保护功能及其信息提示：具备高压过压、低压过流保护，以及失谐保护、零位、放电保护等多重保护功能。
4.数据存储功能：试验结果保存、回查等。
a、试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存200次试验记录。
b、数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上。
5.自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1%。
6.调频范围设定：调频范围可设为20～300Hz。
7.过压保护功能：软件过压保护值，丰富的高压过压保护功能，更具安全性，有效保护人身、设备及试品的安全。
8.过电流保护：可人工设定过电流保护值；当整套装置的输出电流达到保护整定值时，自动切除整套装置。
9.击穿保护：具有放电或闪络保护功能，当高压侧发生对地闪络时，自动切除整套装置。不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内电子元件不会击穿
10.断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护。

（二）激励变压器 JLB-50kVA/5kV/10kV/25kV/0.4kV 1台
配置特点：将高电压、小电流、短时间与低电压、大电流、长时间的试品试验分开处理，配置不同抽头励磁变，以保证励磁变压器的最大利用率及重量最轻。
1）技术参数

1.额定容量：       50kVA
2.输入电压：       0～400V
3.输出电压：    5kV;10kV;25kV
4.工作频率范围：     30～300Hz
5.工作时间：       60min
6.外形尺寸和重量：700×500×800mm；400kg
7.适用范围：       电气主设备试验及电缆试验

2）性能特点

1.激励变为油浸式结构。
2.高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既是励磁变压器，又是隔离变压器。
3.内置过压保护，防止击穿反击。

（三）高压谐振电抗器 DK-1000kVA/200kV 2台
1）技术参数

1.额定最高工作电压：         200kV（有效值）
2.额定最大工作电流：         5A（有效值）
3.额定容量：                      1000kVA
4.额定电感量：               132H
5.工作频率： 30～300Hz
6.工作时间：                      60min
7.外形尺寸和重量： φ600×1200mm；700kg/台

2）性能特点

1.高压谐振电抗器采用油浸式结构，外有憎水层，防潮性能好，绝缘耐热等级F级，满足干式电抗器国家规范要求。
2.电抗器为便携式，体积小，重量轻。
3.电抗器配有防涡流绝缘底座，串联时分组重叠，以降低总体高度减轻劳动强度，增强安全稳定性。

（四）电容分压器 FC-400kV/1000pF 1台
1）技术参数

1.工作方式：纯电容式
2.额定电压： 400kV有效值
3.额定电容量： 1000pF
4.工作频率：                30～300Hz
5.测量误差：                ＜1.5%
6.外形尺寸和重量：     φ120×1500mm；30kg(2只)

2）性能特点

1.额定电压下可连续运行1小时。
2.在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变。
3.在20℃、0.4～0.5UN下介损值：≤0.15
4.分压比误差：有效值时≤1.0%。
5.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30~300H内分压比不变。
6.电压测量通过专用测试引线引至变频电源进行测量。

八、系统的基本配置
（一）主要部件一览表

序号	设备名称	规格	单位	数量	备注
1	变频电源控制箱	BP-50kVA/0.4kV	台	1	50kVA，30～300Hz
2	激励变压器	JLB-50kVA/5kV/10kV/25kV/0.4kV	台	1	50kVA，30～300Hz，60min 输出电压:25kV;10kV;25kV
3	高压谐振电抗器	DK-1000kVA/200kV	台	2	200kV，5A，132H，60min
4	电容分压器	FC-400kV/1000pF	台	1	400kV，1000pF，精度1.5级，纯交流

（二）设备附件及相关资料一览表

序号	名称	型号及规格	单位	数量	备注
1	防雨防尘罩	按设备尺寸配套	只	4
2	电抗器绝缘底座		只	2
3	试验线	按设备成套，需要配置	包	1
4	出厂试验报告		份	1
5	成套装置使用说明书		份	1
6	产品合格证		份	1
7	装箱清单		份	1