中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变频串联谐振实验仪（电力院）

ZSBP-540kVA/270kV变频谐振试验装置

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参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频谐振试验装置：变频串联谐振耐压试验装置采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。
采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达0.1Hz；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，在小重量下确保仪器稳定和安全。

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。元器件（纯进口）：功率器件：德国英飞凌，模块：日本富士IGBT，芯片：英特尔等

技术参数及功能描述
1、技术参数
? 输入电源:
电压： 380/220V±10%
频率： 45/65Hz
? 输出电压：0-500V；
? 输出波形：正弦波
? 频率调节范围：30-300Hz
? 频率分辨率：0.01Hz
? 频率稳定度：0.1%
? 频率步进值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 电压分辨率：0.1kV
? 电压测量精度：1.5%
? 电压步进值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
? 运行连续工作时间：60分钟
供货清单一览表             
序号 设备名称 型号规格 单位 数量
1 变频电源 25kW 台 1
2 励磁变压器 12.5kVA 台 2
3 高压电抗器 90kVA/45kV 台 6
4 电容分压器 270/0.001 台 1
5 电容器 60KV 台 1
6 附件箱 含测试线一套 套 1
激励变压器接线用法：
用于10kV电缆的耐压装置，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压低一些的电压端，比如接线找1-2kV的接线端子；
用于35kV电缆的耐压装置，35kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，一般接电压较高一点的电压端，比如接线找3-4kV的接线端子；
用于110kV电缆的耐压装置，110kV电缆的耐压，激励变高电压输出部分和电抗器之间连接，比如接线找4-6kV的接线端子；
激励变什么情况下用串联和并联，高电压小电流试验一般采用串联，比如变压器，开关，GIS等试验，激励变就要采用高电压的电压端子接线，这时激励变外部端子就要串联使用；低电压大电流试验一般采用并联，比如电缆，发电机等试验，激励变就要采用低电压的电压端子接线，这时激励变外部端子一般就要并联使用。
、注意事项
? 激励变使用时，高压尾X必须接地（实物已连接），成套设备的接地均需通过分压器接地端接地，再与试品的地网相连，保证一点接地。
? 激励变压器使用时可以串并联使用，联结方法见激励变压器面板提示。
? 使用时各根高压导线应拉直腾空（特别是高压硅胶线），以避免对地起晕。
? 请严格按照说明书规定的连线方式连接使用,否则将会对该设备造成损坏。
若线路接通后无法找到谐振点而不能升压，则很可能是回路没有接通，则应检查线路是否接通
手动/自动试验
1、手动试验
检查试验线路,确保线路无误后，合上电源开关。仪器显示如下图：
（1）按【手动试验】键进入试验参数设置.（见下图）包括以下参数：
试验电压设置
【参数设置】在设置参数过程中，每次设完当前参数按下小键盘上OK才能进入下一项设置（不是界面上确定键）
【试验电压】试验过程中要升到的目标电压值。
【耐压时间】试验过程中的耐压时间，时间到自动停机（最大99分钟）。
【分压变比】高压分压器的分压比（分压变比是根据当前分压器的实际变比值填入，注意不能填错，否则高压测量数据出错。）
【过压保护】试验过程中的最高电压，默认为目标电压1.1倍，用户可自己设置，但不能超过1.1倍。试验电压超过此设定值则保护停机
【过流保护】试验过程中的最大电流设定值，超过则保护停机
2、手动试验中手动调频手动升压；（1） 此时调节频率加和减寻找谐振点（寻找扫频过程中某一点的最高电压值，并且“测频”的频率值应与试验频率接近）谐振点找到后调节电压加和减开始升压。
（2）升到目标值后设备自动开始计时，此时设备会提示正在耐压，耐压时间由黑色变成红色倒计时。（见下图中耐压时间数字部分）
重点推荐使用---2.2 手动试验中自动调频手动升压(简称半自动试验) 
1.按下扫频键后40秒钟自动找到谐振点
2.找到谐振频率点之后提示：
3.此时有两种选择；按下手动升压后，就需要人来控制升压，点击调压+，- 键就可以达到你所需要的目标值；按下自动升压机器就会完成你所需要的目标值。
当升压到所需要的目标值后如下图：
4.升到目标值后设备自动开始计时，此时设备会提示正在耐压，耐压时间由黑色变成红色倒计时。（见下图中耐压时间数字部分）计时结束后控制箱会自动降压停机。

设备遵循标准     
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》   GB50150-2006
《水轮发电机组安装技术规范》               GB/T8564――2003
《高压谐振试验装置》                       DL/T 849.6—2004  
《电抗器》                                 GB10229.88
《电力设备预防性试验规程》                  DL/T596-1996
《耦合电容器和电容分压器》                  IEC358(1990)

为了防止电击，接地导体必须与地面相连。在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。
注意所有终端的额定值：为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。
在有可疑的故障时，请勿操作：如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。
请勿在潮湿环境下操作
请勿在易爆环境中操作
保持产品表面清洁和干燥

变频串联谐振试验装置发生谐振时，由于感抗和容抗相等，所以电感和电容两端的电压有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此这两个电压是相互抵消的。在电容或电感的电压有效值为：UL=UC=XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R称为谐振电路的品质因数，它代表电压比。即UC/U或UL/U。  

       品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。如电路中电抗越大，电阻越小，则品质因数越高。因此电容或电感上的电压值将比外加电压大的多。一般电感、电容谐振电路的品质因数可达几十甚至几百。所以变频串联谐振试验装置又叫电压谐振。在电力系统中，串联谐振试验装置将会产生高出电网额定电压数倍的过电压，对电力设备的安全造成很大危害。

      变频串联谐振试验装置用好对电力等部门的作用是非常巨大的，但如果应用不当造成的危害也是非常大的，因此我们一定要在使用此装置前了解其正确的使用方法。

    串联谐振试验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。变频串联谐振试验过程中，励磁变的容量应大于有功功率P，并在励磁变最低输出电压满足试验要求的前提下尽量降低励磁变的变比，从而相应减小励磁变原边的输入电流。由于被试电缆的电容量较大，若在试验时试品击穿或发生高压引线对地放电，在电缆的接地端处，试验接地线和控制箱外壳等处，可能会产生暂态过电压。本设备已在控制箱和主要部件内，采取多重暂态过电压保护措施，能保证设备的正常工作。

      此外，在试验接地线布置方面还应注意采取下列保护措施：

      1、试验设备(谐振电抗器、分压器、励磁变压器等)应尽量靠近被试电缆头，减少试验接地线的长度，即减少接地线的电感量。

      2、采用专配的一点接地式试验接地线组。特别注意试验接地线应尽可能的短，不要任意延长接地线长度。

      3、试验时操作人员除接触调谐、调压绝缘旋钮外，不要触及控制箱金属外壳，否则在高压侧击穿或放电时，可能有轻微的刺痛感。有条件时，建议操作人员站在橡胶绝缘垫上工作。 

      4、试验变压器有800V、1000V、1500V三个端子，当系统所需高压小于15kV时选用800V端子，当系统所需高压大于15kV小于60kV时1000V端子，当系统所需高压大于60kV时选用1500V端子。

串联谐振试验装置的安全操作准则

        ZSBP串联谐振耐压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。变频控制器又分两大类，20KW及以上为控制台式，20KW以下为便携箱式；它由控制器和滤波器组成。变频控制器主要作用是把幅值和频率都固定的380V或200V工频正弦交流电转变为幅值和频率可调的正弦波。并为整套设备提供电源。励磁变压器的作用是将变频电源输出的电压升到合适的试验电压。高压电抗器L是谐振回路重要部件，当电源频率等于1/(2π√LCX)时，它与被试品CX发生串联谐振。

       变频串联谐振试验装置适用于10KV-500KV聚己烯电力电缆交流耐压试验。适用于60KV、220KV，500KVGIS交流耐压试验。适用于大型变压器，发电机组工频耐压试验；电力变压器感应耐压试验；接地电阻测量。

      1、在做试验前，应先检查仪器是否完好无损，各连接导线是否完好，确保电源输出，信号采样线缆稳妥连接，导通无阻。

      2、试验前要确保接线准确无误，尤其是地线回路，一定要安全接地。

      3、试验时，对试验现场要划安全区域，并置专人看守，杜绝闲杂人等靠近。

      4、不允许正在试验时突然切断系统电源，每次试验时要退出正在试验状态，才可以切断电源。

      5、主机发生故障后，不要自行拆开机箱维修，否则后果自负。

      6、不要在高温、高湿、易燃、易爆和强磁场环境中存放、使用仪器。

      7、维护和保养请使用湿布和中性的清洁剂清洁仪器外壳，不要使用研磨剂和溶剂。

  首先，需要介绍一下串联谐振的作用。电力系统采用串联谐振法对高压大容量电气设备进行绝缘测试。串联谐振在实际应用中需要与电容、电感匹配。只有匹配良好，才能产生谐振电压。那么串联谐振失谐怎么办？

 

        相信会有少部分客户遇到这样的问题，明明刚才做得好好的，现在就做不了，要理解串联谐振失谐我们先要了解一下串联谐振试验装置的组成结构，在电容一定的情况下，我们是通过调节电感和频率让电路产生谐振条件，串联谐振失谐必定有某个参数发生变法，比较常见的失谐现象就是，电缆在实施串联谐振试验时，电缆发生击穿，此时，串联谐振必然失谐，随即电压消失。