中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变频串联谐振交流耐压装置（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
串谐计算
为了用户更好更快的完成试验，多用计算公式可以节约时间和少带设备
注意事项及常见问题
1、高压试验请注意安全，严格按照高压试验的规范来操作。检查/修改试验接线时，请先关闭本系统，并切断电源。
2、串联谐振系统支持的最高电压为800Kv，实际能够升到的高压由激励变压器决定，请根据试验电压调换合适的激励变压器。
3、如果开机后发现变压器发出非正常声音，请立即关闭本系统并切断电源，检查变压器接线是否正确。
4、正常“停机”采用逐步降压停机的方式，保护停机直接快速停机，遇到紧急情况可以直接断开空开直接关机。
5、如果自动扫频失败，请检查接线或重设扫频范围。
6、本系统试验电压为峰值采样（国标要求），如果系统显示的高压跟万用表显示的高压差别大，请检查“试验参数”中的“分压变比”是否正确填写。
常见故障排除
通用注意事项
1.本试验设备应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。
2.操作人员应不少于2人。使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。
3.为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。
4.各联接线不能接错，否则可导致试验装置损坏
5.本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全。
常见故障原因及排除
1.自动调谐不能完成，找不到谐振点：
现象：
调谐完成后仪器提示高压异常
原因：
回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路，高压测量线短路或者开路，高压测量红黑线头插反
排除方法：
1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；
2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；
3）检查每一只电抗器的通断；
4）检查分压器的信号线的通断；
5）检查分压器的高低压电容臂的通断；
6）装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断；
如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
3 不能升压到试验电压
现象：
1）；改换激励电压到较高的电压接头
2）被试品部分有避雷器没有打开连线
3）谐振点没有找准，偏谐；
原因：
1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；
2）试品损耗较高，系统Q值太低；
3）励磁变压器高压输出电压较低；
4）高压连接线过长或没有采用高压防晕线
排除方法：
1）将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；
2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；
3）提高励磁变压器的输出电压；
4）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；
5） 一般在设备较高电压输出时，采用高压防晕线，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。

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

中试控股详细讲解由于发电机定子绕组的对地或相间电容量大，如300MW水轮发电机定子绕组对地电容量高选1.7～2.5μF，工频耐压时电容电流到达25～35A，试验设备容量数千kVA，如采用常规试验设备时，设备笨重，调压设备等均难于齐备，更为严重的是用常规大容量试验设备时，短路容量大，一旦发电机定子绕组绝缘被击穿时故障点短路电流大，搞不好会造成烧损铁芯，那将使发电机修复困难，将造成很大的经济损失。因此，大型发电机交流耐压时需采用谐振耐压。

大容量串联谐振耐压设备分为高电压型和大电流型两大类。前者适用于GIS等超高电压的输变电设备，后者适用于大型发电机、电容器、电缆等大电容量的设备。在耐压试验中，原则上不用混合式谐振。一般习惯称为的谐振变压器，只是并联谐振在电路磁路上的一种变形，不属并联谐振。当前国际国内的太容量谐振耐压设备，全是串联谐振型，因为：

(1)串联谐振电路实际上是一个基波电流的串联谐振滤渡电路，通过滤波后几乎是完全正弦形的电流在被试电容(发电机)上压降的波形(试验电压波形)，当然是很好的正弦渡，畸变率极低。

(2)发电机定子绕组绝缘发生击穿，可能烧伤定子铁芯。串联谐振电路在发生被试品击穿时，立即脱谐，相当于立即串入了一个大的限流电抗器，随着击穿的发生，电流立即下降为正常试验电流的I／Q(Q为试验回路品质因数，一般Q=10～50)，可确保击穿后定于铁芯绝对安全。

(3)串联谐振和并联谐振一样，由于谐振将使无功功率得到全补偿，使电源容量和试验设备的容量降为实际试验容量的l／Q。串联谐振有较好的技术性、安全性、经济性，谐振设备的性能比较见表。

中试控股详细讲解目前，随着电压等级的不断增高，常规高压试验设备由于试验设备笨重、不便搬运，或者容量不够、电流容量不够等缺陷的制约，很多情况下不能满足现场试验的需求；而串联谐振试验设备具有常规高压设备无法比拟的优势，同时可以客服常规高压试验设备的一些缺点，越来越受到试验人员的青睐。

一、串联谐振原理

中试控股详细讲解由上可见，利用额定电压较低的试验变压器，可以等到较高的输出电压；利用小容量的试验变压器，可以对大容量的试品进行高压试验。

串联谐振试验设备就是基于上述串联谐振原理而制造的。

二.串联谐振试验设备的应用

目前，串联谐振试验设备主要用于交流耐压试。

众所周知，交流耐压试验是高压电力设备试验中非常重要的一项试验。而进行交流耐压试验，选择合适的试验设备又是重中之重。目前交流耐压试验设备主要有两种：高压试验变压器和串联谐振试验设备。

2.1高压试验变压器

高压试验变压器一般分为两个系列：一个系列高压侧电流为1～2A，一个系列高压侧电流为0.1～0.2A，试验时根据电压、电流、频率、容量四点要求选择合适的试验变压器，计算方法参考如下：

Ps=Us2wCx

Is=UswCx

该方法缺点主要是试验电压较低。

为了解决试验电压较低的缺点，可以采用串级试验变压器来提高试验电压，但利用率下降，比如两台试验变压器串联，使用效率为66.7%，三台试验变压器串联其效率为50%，级数越多，效率越低，一般不会采用三级以上的试验变压器串联，况且不宜搬运。

总之，运用试验变压器进行交流耐压试验，缺点是试验电压较低，试验变压器容量有限，很难满足高电压等级电力设备的交流耐压试验要求，一般用于实验室。

利用串联谐振试验设备进行交流耐压试验，可以弥补试验变压器的一些缺陷，满足现场对大容量电力设备的交流耐压试验要求。