中试控股技术研究院鲁工为您讲解：GIS组合电器交流耐压试验装置

ZSBP-600KVA/400KV变频串联谐振技术标准配置

110KV电缆,S=300mm2 500m

220KV电缆,S=500mm2 300m

110KV.220KV开关，变压器.刀闸试验。

110KV.220KV开关、主变，GIS试验。

参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频串联谐振技术标准配置：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。

ZSBP-600KVA/400KV变频串联谐振技术标准配置

1.变频串联谐振试验装置以调整输出频率激发串联谐振.

2.变频串联谐振耐压成套装置包括以下基本部件：

变频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容分压器及附件等。

中试控股以下环境条件下能够不影响正常试验：

温度范围：—10～45℃

海拔高度：≤2000m 相对温度：≤90%

3.3系统技术参数如下：

a、输出电压波形：正弦波，波形畸变率≤0.5%

b、输出分辨率：0.1HZ

c、输出频率范围：30～300 HZ

d、额定负载下连续运行时间：30min,且各部件温升≤35K

e、品质因数：30～300

f、不稳定度：0.01%

g、系统测量精度：1.0级

h、输入工作电源：380V、50HZ

i、系统噪声：≤60分贝

3.4系数使用功能：

a、具备手动试验/自动调谐/自动试验三种模式，并可任意切换。

b、具备大屏幕显示，可指示：输出电压(有效值)及输出频率等。

c、具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能。

d、具备过压、过流保护功能，并可任意整定设置。

e、具备放电保护功能，在高压发生闪络时，可自动降电源，同时可以提示“电保护”及相关信息。

f、具备掉电保护功能。

g、具备过热保护功能。

h、具备零值保护功能，系统和变频电源只能零启动、零退出。

i、具备各种数据打印功能。

j、具备系统故障自诊断功能。

三、本装置特点：

1、主机保护功能齐全，有过流、过压、闪络、过热、零值升压、掉电保护等功能，出厂前经满负载试验合格。

2、励磁变压器箱为双层铝塑结构，美观轻巧。高压侧圈为三组线圈，且线圈有原件过压保护。

3、电抗器可任意组合串联或并联。

串联谐振在电力系统中应用的优点：

1、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。

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但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，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。

3、改善输出电压的波形。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，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

4、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。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，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。所以，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。

5、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。

二、我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：

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，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。

工作模式为：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式.

4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。

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、采用了DSP平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。

简易读懂：变频串联谐振耐压试验装置可以做什么?

变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验，主要针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验，对被测试品做承受过电压预防交流试验和交接交流试验。

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

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。

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）。

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。

变频电源有如下几个显著的特点：

?       波形为脉宽电压调节的方波。

?       内部由ARM控制，操作功能得到优化,操作简单。

?       自动扫频，寻找谐振点.频率范围30-300Hz,可设置扫频范围，扫频最大耗时40秒钟(全频扫)， 频率分辨率0.01Hz。

?       自动试验，用户可设置试验程序，试验程序分为5段，系统自动按设置的程序完成试验过程。

?       耐压时自动跟踪电压，电压正常波动时自动调整电压到目标电压，异常波动时提示用户电压异常波动，由用户根据试验情况进行操作。

?       实时显示试验状态，用户可根据试验状态进行相应操作。

?       强大的保护功能：过流保护，过压保护和闪络保护，过热保护，高压异常保护，软/硬件同时保护，确保安全。

?       试验数据保存，可即时打印试验数据，也可将数据保存以备下次打印。

?       数据查询功能,根据试验日期查询以往的试验数据。

调感式串联谐振试验试验操作流程：（即找谐振点和升压过程）

1、检查连接线并确认无误；

2、接通电源：  湖北调感式串联谐振试验装置调压器控制台在上电后启动“电源开关”， “电源指示”灯亮，液晶点亮显示

3、增加调压器输出电压：    一般增加20V到40V。

4、调节电抗器间隙：（即找谐振点）   一般情况下，在上次试验结束后即本次湖北调感式串联谐振试验开始前，可调电抗器铁芯应该处在零间隙位置。开始按“增间隙”按钮，此时注意“试验电压”的数值，调节间隙过程中，试验电压伴随着铁芯间隙的增加而增加，（因为此时增加间隙是在逐渐接近谐振点，所以电压也随之增加）当试验电压增加到一“最大值”时，（即当在增加间隙的过程中，增加到某一点时，试验电压反而减小），此点即为“谐振点”。串联谐振

5、升压：   当“谐振点”找到以后，即可增加调压器输出电压到所需要加到被试品上的“额定试验电压”

6、计时：   当试验电压升到所需值时，设置好“拨码时间继电器”，一般做发电机时间为1分钟；设置好后，按下“计时”按钮则开始计时。

7、降压：   当耐压时间完成后，调压器则自动降压，试验完毕（此过程中，也可手动降压，即按住“降压“按钮即可）。

8、铁芯回位： 当试验完毕后，必须将铁芯回落到“零间隙”即最低点位置，以保证在没有试验时，铁芯机械传动杆不受力。

用串联谐振法进行消弧线圈伏安特性试验的方法

为了使消弧线圈补偿系统的调谐正确，消弧线圈再投入运行前和大修后，需在工频电源下测量伏安特性U＝f(I)。用

为了使消弧线圈补偿系统的调谐正确，消弧线圈再投入运行前和大修后，需在工频电源下测量伏安特性U＝f(I)。用串联谐振来提供电源，进行消弧线圈的伏安特性试验，是目前比较常用的一种试验方法。

串联谐振法是利用消弧线圈的电感和外加电容组成串联回路，并使其感抗XL与容抗XC匹配(XL＝XC)而得到高电压和大电流。

串联谐振法试验接线如图1所示。

串联谐振法试验接线

TR——调压器（50kVA，0~450V）；C——电容器；

L——被试的消弧线圈；F1、F2——保护球隙；PV——电压表（0~30kV）；

PA——电流表（0~5A，0.5级）；TA——电流互感器

试验步骤

 (1)根据消弧线圈的电感值，对需要匹配的并联电容器的电容量进行估计（对550kVA图1串联谐振法试验接线的消弧线圈抽头1~5为1.9~3.6μF)，然后用串、并联方法组合成所需要的电容量。

(2)按图1接好线，经检查无误后，试验人员按分工就位。

(3)合上电源开关，缓慢调节三相调压器后，当消弧线圈L的端电压从静电电压表PV读到7、8、10、12、15、17、20、22kV时，从电流表PA读到对应电流值，并作好记录。

(4)调节调压器，使电压缓慢地降到零，拉开电源开关。

(5)改变消弧线圈的抽头位置，同时改变电容器C的电容量，使之与电感量匹配，然后再按上述步骤重复进行测试。

(6)根据电压表和电流表的读数作出消弧线圈的伏安特性曲线U＝f (I)。

测试中应注意的问题

(1)考虑串联谐振回路电感L值时，应考虑调压器的电感，即回路电感应为消弧线圈的电感值和调压器电感值之和。若不考虑调压器的电感值，会导致电容器匹配不当。工作点偏离调谐点较远，调谐幅值也低。若考虑调压器的电感值时，一般可将消弧线圈的电感值再加大3.5% ~4%即可。

(2)对于35kV系统，当发生单相接地时，消弧线圈上最高的电压是相电压，即2ZkV，伏安特性试验其试验电压也应加到22kV。为安全起见，需先将串联电容器作工频耐压试验。试验电压为24kV，耐压时间为1min。

(3)在调节时，为避免谐振出现过高电压损坏被试的消弧线圈，要并接保护球隙F2(直径5cm)及水电阻(0.1Ω/V)，为保护电容器要并接保护球隙F1。

(4)调压器只能朝一个方向调节，避免磁滞影响。每一个抽头应选择同一个量程进行测量，中途不要改变量程，以免影响试验的准确度。

串联谐振和并联谐振有什么区别？从字面上分析两者便不同，都是谐振现象，只是并联、 串联之分。在电阻、电容、电感串联电路中，出现电源、电压、电流同相位现象，叫做串联谐振。其特点是:电路呈纯电阻性，端电压和总电流同相，此时阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。谐振电压与原电压叠加，是并联谐振。

其特点是:电路总阻抗最大，因而电路总电流变得最小，但对每一支路而言，其电流都可能比总电流大得多，因此电流谐振又称电流谐振。下面小编就针对串联谐振装置和并联谐振装置做具体的区分。

串联谐振

串联谐振

具体区别有以下几点：      

1.逆变器供电不同。串联谐振逆变器是恒压源供电，并联谐振则是恒流源供电。      

2.逆变器的工作频率要求不同。串联谐振逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率，而并联谐振逆变器的工作频率必须高于负载电路的固有振荡频率。      

3.功率调节方式不一样。并联谐振逆变器的功率调节方式只有改变直流电源电压Ud一种，而串联谐振则多一种改变晶闸管的触发频率的方式。       

4.逆变器在换流时，晶闸管关断时间和方式不同。串联谐振逆变器在换流时，晶闸管是自然关断的，关断时间短。而并联谐振逆变器在换流时，晶闸管是被强迫关断的，关断时间长。      

5.串联谐振逆变器可以自激工作，也可以他激工作。而并联谐振逆变器一般只能工作在自激状态。     6.逆变器启动难易程度不一样。串联谐振逆变器起动容易，适用于频繁起动工作的场合；而并联谐振逆变器需附加起动电路，起动较为困难。

在电阻、电容、电感串联电路中，出现电源、电压、电流同相位现象，叫做串联谐振，其特点是：电路呈纯电阻性，电源、电压和电流同相位，电抗X等于0，阻抗Z等于电阻R，此时电路的阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。

谐振电压与原电压叠加，并联谐振：在电阻、电容、电感并联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象，叫做并联谐振，其特点是：并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率，谐振时，电路的总电流最小，而支路电流往往大于电路中的总电流，因此，并联谐振也叫电流谐振。

串联谐振装置就用运用串联谐振原理设计的最新型交流耐压试验设备。一套串联谐振耐压试验设备，可兼顾电力变压器、交联电缆、开关柜、电动机、发电机、GIS和SF6开关、母线、套管、CT、PT等试品的交流耐压试验，是全能型的交流耐压设备。