中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变电站试验设备

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置

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。
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。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振耐压试验装置：ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股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应用，

是当前高电压试验的新方法和潮流。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。

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

ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置主要技术参数
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

装置主要组成

1、变频电源  ZSBP-4kW

2、激励变压器       ZSJL-3kVA

3、高压电抗器       ZSDK-22kVA/22kV

4、电容分压器       ZSFY-3000pF/50kV

交流耐压试验是电力设备绝缘强度有效和直接的方法，是电力预防性试验的一项重要内容。 
此外，由于交流耐压试验电压一般比运行电压高，因此通过试验后，设备有较大的安全裕度，因此交流耐压试验是电力设备安全运行的一种重要手段。一般变频串联谐振试验装置来进行交流耐压试验。  
试验电压的确定 
交流耐压试验中，关键的问题就是正确选择试验电压的数值，一方面要求能保证绝缘水平，另一方面要考虑因试验电压过高而引起的绝缘劣化。

主要功能及特征

ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，中试控股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应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。

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、ZSBP-44kVA/44kV变频串联谐振耐压试验装置采用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，中试控股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。

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）。

什么是串联谐振？ 
由于电力预防试验大多是对于大容量和高电压的电气设备，建议采用工频耐压进行绝缘性能的检测，也就是剔除了采用直流高压发生器对于电气设备绝缘性能检测的使用要求，虽两者都属于破坏性试验；

但经过长期的研究，采用工频耐压的方式相对于直流耐压稳定性，安全性要好，由于电气设备的容量大，电压高，往往像油浸式试验变压器一类的工频耐压设备无法满足测试要求，在国内，为了达到这一目的，基本通过变频串联谐振来实现测量。 
变频串联谐振，“变频”在串联谐振电路中，通过调整可变的频率范围产生谐振条件，“串联”是指在整个电路中的链接方式，串联时，电压相加，电流不变，“谐振”是指的谐振电路，组合起来就是我们常说的串联谐振试验装置。

工作原理

    该变频串联谐振试验成套装置运用串联谐振原理，通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器的电感L和被试品电容C发生谐振，谐振电压即为试品上所加电压。

    通过调频控制器提供供电电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压加在电抗器L和被试品C上，通过改变调频控制器的输出频率，使回路处于串联谐振状态。回路的谐振频率取决于被试品电容C和电抗器的电感L，调节变频控制器的输出电压，使试品上高压达到所需要的电压值。

装置组成

1、变频电源：既可改变其输出频率，又可改变其输出电压，给谐振回路提供电源。

2、励磁变压器：隔离主机电源与谐振回路电源，并升高主机的输出电压。

3、谐振电抗器：与被试品构成串联谐振回路，可配置多节电抗器，使用时通过不同的串并联组合，实现不同的电感量以适用不同的试验条件。

4、电容分压器：测量被试品上的电压，并作为采样信号反馈给变频电源主机。

功能特点

1、该串联谐振试验装置采用彩色液晶屏显示试验数据、试验状态，具有操作步骤提示功能。

2、可灵活分段设置试验电压、试验时间，设置找频范围。

3、试验结果能计算出被试品电容值，可打印相关试验数据。

4、单件设备体积小、重量轻、便于进行现场试验。

5、该试验系统具有自动试验和手动试验两种试验方法，操作方便。

6、该高压谐振试验装置安全可靠性高，系统具有过电流、过电压及放电保护功能，可有效保护人身及设备安全。

技术参数

1、功率电源电压：AC 380V±10%、50Hz

2、仪器工作电源：AC 220V±10%、50Hz

3、谐振输出容量：0～75kVA

4、谐振试验电压：0～75kV

5、输出频率范围：30～300Hz

6、频率调节灵敏度：0.1Hz

7、不稳定度：≤0.05%

8、输出电压波形：正弦波

9、波形畸变率：＜0.5%

10、测量精度：＜1级

11、系统噪声：≤60db

12、保护响应时间：1μs

13、环境温度：-15℃～50℃

14、相对湿度：≤90%

15、海拔高度：≤2000m

       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，电路变频串联谐振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。

        变频串联谐振试验装置不同于一般通用的试验仪器，特点是同一套设备可以用于不同电气设备的交流耐压试验如交联电缆、变压器、GIS、电动机和发电机等。体积小，重量轻，特别适合现场使用。串联谐振试验装置利用的好能帮助我们进行许多试验，那变频串联谐振试验装置应用不当有哪些危害？

        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很多。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。

        由于谐波的存在，使得电压、电流的波形发生畸变，可致使变压器、旋转机电等电气装备的消耗增年夜；电容器尽缘老化加速，使用寿命缩短；引发系统内继电庇护和自动装配误动或拒动；干扰通讯旌旗灯号等风险。

  当电网中谐波含量超越规定限制，那就必需接纳措施消除或抑制谐波，电力系统多采用滤波器装配来消除谐波。谐振可致使系统一定范围内的过电压和过电流。谐振过电压不仅风险装备的尽缘，而且发生年夜的零序电压份量，泛起子虚接地和不准确的接地指示，并使小容量的异步机电发生反转。延续的过电流会引发PT熔件熔断甚至烧毁PT。在发生谐振时，运行人员应凭据电压、电流的异常指示，判断谐振类型及可能发生的缘由，并判断接纳措施，避免事故发生。