中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电缆主绝缘交流耐压试验仪35KV

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

中试控股电力生产变频谐振由隔离变压器、调频调压电源、激励变压器、电抗器和电容分压器组成.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,提供变频谐振的激励功率.

    运用串联谐振原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,调节变频电源的输出频率,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电压.交流380V工频电源,经变频电源输出频率、幅值可调的调频电源,送入励磁变压器,升压至0~10kV,经谐振电抗器L和被试品CX,构成高压谐振主电路,当频率满足谐振条件(ωL=1/ωC)时,电路即达到谐振状态.此时装置能在较小的励磁电压Ue下,在被试品CX上产生几十倍于Ue的电压UX.回路谐振后,输出的电压波形为纯正弦波,系统的频率取决于回路的L-C参数.其中电抗器的电抗值在大多数情况下是固定的,可以根据被试品的电容量大小来调节试验频率的高低,提高与被试品匹配的准确度,从而使系统达到最佳的谐振状态.

  随着交联乙烯电缆的广泛应用,长度和容量不断增加,由于这种电缆的试验容量较大,运用传统的试验设备无法满足交接试验和预防性试验容量的要求.串联谐振则可以用较小的试验容量很好地满足电缆的交接试验与预防性试验的试验要求.

 

    中试控股讲解电缆试验注意:

 

    1、待试验电缆已安装到位,达到投运状态要求方能进行试验.

 

    2、被试相芯线接高压源,被试相屏蔽层、非试相芯线及非试相屏蔽层均应接地,确认无误后开始试验.

 

    3、电缆屏蔽层过压保护器短接,对应端电缆金属屏蔽或金属套临时接地.

 

    4、如果电缆头与GIS直接连接,在试验时应使GIS符合运行条件且GIS内部PT、避雷器断开.

 

    5、如果电缆头安装在杆塔上,电缆的屏蔽层和非试相连接接地,该接地线不可利用杆塔架代替,须采用专配的接地线与变频谐振系统连成回路.

 

    2.GIS试验原理及注意事项

 

    GIS是把断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器等组合在一起并以SF6气体绝缘的电力设备,GIS一般由2-18个间隔组成,试验中每一间隔相当于一个电容器,对GIS进行耐压试验相当于对这个电容进行耐压试验.

 

    试验原理如下:

 

    根据IEC517:1990标准规定,GIS交流试验电压为出厂电压的80%,频率范围100-300Hz,下表是各电压等级GIS的参数表:

    以上试验电压值仅作参考,实际加压按照国标或当地电力行业标准.

 

    GIS试验注意:

 

    1、试验时,试验相接高压源,高压引线需采用专用无晕引线,非试验相连同GIS外壳接地.

 

    2、试验必须保证各气室SF6气体在额定压力下,并且充气压4小时后气体含量在合格范围内,GIS处于可运行状态,确认无误后方能试验.

 

    3、试验加压前,确保GIS内的电压互感器拆除(如果GIS厂家同意,电压互感器可以一起加压,但试验谐振频率必须大于100Hz)、CT二次短路,避雷器连接处应断开.

 

    4、试验电压在输出套管加入,套管芯子接高压源,套管金属法兰接系统专用地线.

 

    5、试验时,试验系统各部件之间、试验系统与GIS壳体之间必须采用专用接地线,切不可利用现场接地排代替试验系统与GIS外壳之间的地线连接.

 

    6、注意试验系统与现场电网之间采用一点连接,接地点必须位于分压器与试品之间的连线上.

 

    3.变压器外施试验原理及注意事项

 

    外施试验是考验变压器主绝缘的基本试验,试验频率不低于额定频率的80%.

 

    变压器外施试验注意:

 

    1、被试绕组、非试验绕组均短接,非试验绕组短接后接地,原则上,试品不可有电位悬浮.

 

    2、试验时,变频谐振系统与被试变压器外壳之间的连接采用本公司提供的专用地线.

 

    4.变压器感应耐压试验原理及注意事项

 

    变压器感应耐压试验是同时检验变压器的主绝缘和纵绝缘的基本试验.试验电压一般为额定电压的两倍,为避免铁心饱和,试验频率应为额定频率的两倍以上,一般规定试验频率在100-400Hz之间,经验表明试验频率在150-200Hz较为合适.

 

    变压器感应耐压试验注意:

 

    1、电源电压从低压绕组施加,高压绕组中性点不接地,非试验相绕组短接接地.

 

    2、若变压器具有中压绕组、平衡绕组,注意这些绕组电位不得悬浮.

 

    3、试验补偿电容位于低压侧,分压器位于高压侧.

 

    4、试验时试验系统与被试变压器之间采用本公司提供的专用接地线连接.

 

    5.发电机工频耐压试验及注意事项

 

    根据国家和地方电力部门的规定发电机在制造、安装、检修、运行以及预防性试验中都应进行交流耐压试验,试验电压的波形、频率和工作电压的波形、频率一致.试验电压一般为0.75(2Un+3000)或1.5Un,频率为工频.试验时一般配上合适的补偿电容器就能满足发电机的交流耐压要求.

 

    中试控股讲解发电机工频耐用压试验注意:

 

    1、通过调整补偿电容,将谐振频率控制在50Hz附近.

 

    2、试验时串联谐振与被试发电机之间采用本公司提供的专用接地线连接.  中试控股电力讲解该方法适用于电缆、GIS、高压套管、断路器、隔离开关、绝缘子等试品的耐压试验以及变压器外施试验、发电机工频耐压试验以及PT耐用压试验.串联谐振由于电抗器有几节,励磁变压器高压绕组有几组,面对不同的试验电压、不同试验容量的试品,需要对系统进行不同的组合联结.该方法不适用于变压器感应耐压试验.

 

    电抗器的组合方法

 

    面对不同的试品电抗器组合采用反算的方法.先由试验电压确定电抗器是否串联组合,再由电抗器电感、系统工作频率(20-300Hz)等确定试品容量范围.(组合方法为近似估算)

 

    1)试品试验电压必须保证小于或等于电抗器的额定电压,若单台电抗器不能满足电压要求,可采用两台或两台以上的电抗器串联来满足试验电压.

 

    2)确定试品允许试验频率范围(fmin,fmax),满足20Hz≤fmin≤fmax≤300Hz.

 

    3)依据电抗器电感L(单台或几台串联或串联组合的电感,由步骤1确定)、试品允许频率范围(fmin,fmax),确定试品电容允许范围值(Cmin,Cmax).

 

    Cmin=1/[(2πfmax)2L]             Cmax=1/[(2πfmin)2L]

 

    试品与分压器电容量这和应处于(Cmin,Cmax)之间.

 

    若试品电容过大则采用电抗器并联的方式来满足,若试品电容过小则通过对试品进行电容补偿(若配备补偿电容)的方式来满足.特别注意:并联后电抗器组的电压等级及补偿电容电压等级必须大于或等于试品电压.

 

    因断路器、隔离开关、绝缘子等试品电容较小(相对分压器电容约(1000pF)而言),组合方法计算时可忽略不计.PT耐压试验时需借助补偿电容将试验谐振频率控制在100Hz以上.

 

    4)电抗器的联接方式必须保流过试品的电流小于或等于电抗器的电流.

 

    电抗器的联接:

 

    公式f=1/(2π√LC)

 

    其中L为电抗器的等值电感.电抗器可串、可并联,串、并联时的示意图如下:

 

    (以两个电抗器联接为例,其余类推)

 

    等值电感的计算:

 

    1、串联时:设每一个电抗器的电感为L',则两串等值电感为L=2L'×1.1

 

    三串时等值电感为L=3L'×1.15

 

    四串时等值电感为L=4L'×1.2

 

    其余类推.1.1、1.15、1.2为互感系数,是经验值.

 

    2、并联时:设每一个电抗器的电感为L',则两并等值电感为L=L'/2

 

    三并时等值电感为L=L'/3

 

    四并时等值电感为L=L'/4

 

    其余类推.

 

    3、混联时依上述计算.

 

    串联时主要用于提高电压,并联时主要用于增大电流,具体地说,就是由被试品的电压决定电抗器串联的个数,由被试品的电流决定电抗器并联的组数.

 

    若组合后电抗器组同时满足上述四个步骤,则组合确定完毕.