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電力技術
發電機串聯諧振耐壓試驗設備
時間：2022-11-21
中試控股技術研究院魯工為您講解：發電機串聯諧振耐壓試驗設備
ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置 | 參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018
簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、隔離開關、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。
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變頻串聯諧振耐壓試驗裝置組成部分：變頻電源主機、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器、測試附件組成。適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規格。
如何選擇合適的變頻串聯諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規格，請提供以下技術參數
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質（中性點耐壓或全絕緣耐壓）單相對地電容量；
2、電力電纜：電壓等級，大長度，截面積；
3、發電機、電動機：電壓等級（出口電壓或稱工作電壓），試驗電壓（耐壓值）單相對地電容量范圍（如0.2-0.55uF等）；
4、開關、絕緣子、PT、CT、絕緣工器具、母線：電壓等級（或稱工作電壓）；試驗電壓（耐壓值）；
5、CVT效驗：電壓等級或稱工作電壓，試驗電壓（耐壓值）電容量范圍（如0.005-0.02uF）。
ZSBP-270KVA/270KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、介紹
1、執行標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018《電力設備專用測試儀高壓諧振試驗裝置》
2、作用：對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗
3、可以完成交流被測試品：電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、隔離開關、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統等各種被試品的預防交流試驗和交接交流耐壓試驗
4、電源：采用220V及380V兩種
5、操作模式：全自動、半自動、手動
6、元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等
二、參數
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩定和安全。
1、輸入:電壓220V或者380V ±10%
2、頻率：45/65Hz
3、輸出電壓：0-250V
4、輸出波形：正弦波
5、頻率調節范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩定度：0.1%
8、頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
9、電壓分辨率：0.1kV
10、電壓測量精度：1.5%
11、電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
12、運行連續工作時間：60分鐘
三、功能
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。
2、裝置具有多種工作模式，方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。
3、工作模式為：全自動模式、半自動模式、手動模式、
4、存儲，存入的數據編號是數字，方便的幫助用戶識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，同時液晶大屏幕顯示測頻和試驗頻率一致，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、采用了ARM平臺技術，可以方便的根據用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。
7、技術特點歸納：先進的數字、功率技術；功率器件全部采用的德國英飛凌，日本富士的IGBT智能模塊，芯片全部采用英特爾的原裝器件等
8、波形為脈寬電壓調節的方波。
9、內部由ARM控制，操作功能得到優化,操作簡單。
10、自動掃頻，尋找諧振點.頻率范圍30-300Hz,可設置掃頻范圍，掃頻耗時40秒鐘(全頻掃)， 頻率分辨率0.01Hz。
11、自動試驗，用戶可設置試驗程序，試驗程序分為5段，系統自動按設置的程序完成試驗過程。
12、耐壓時自動跟蹤電壓，電壓正常波動時自動調整電壓到目標電壓，異常波動時提示用戶電壓異常波動，由用戶根據試驗情況進行操作。
13、實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。
14、強大的保護功能：過流保護，過壓保護和閃絡保護，過熱保護，高壓異常保護，軟/硬件同時保護，確保安全。
15、試驗數據保存，可即時打印試驗數據，也可將數據保存以備下次打印。
16、數據查詢功能,根據試驗日期查詢以往的試驗數據。
ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：就是做耐壓試驗的設備，它是為了滿足大容量的被試品要求而研發的設備。它是一套組合設備，為了耐壓試驗能順利準確地進行，針對不同被試品，串聯諧振裝置的組件是不同的。所以請務必準確選型，技術部為您量身制定選型方案。
中試控股ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置產品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業以及電力工作者信賴的好伙伴。
中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置優質產品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。
(1)諧振電源產品大多都是高壓試驗設備，要求由高壓試驗專業人員使用，使用前應仔細閱讀使用說明書， 并經反復操作訓練。
(2)操作人員應不少于2人。中試控股使用時應嚴格遵守本單位有關高壓試驗的安全作業規程。
(3)為了保證試驗的安全正確，除必須熟悉本產品說明書外，還必須嚴格按國家有關標準和規程進行試驗操作。
(4)各聯接線不能接錯，特別是接地線不能接錯，否則可導致試驗裝置損壞。
(5)本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全距離。
(6)串聯諧振試驗系統是利用諧振電抗器與被試品諧振產生高電壓的，也就是說，能不能產生高電壓主要是看試品與諧振電抗器是否諧振，所以，中試控股試驗人員在分析現場不能夠產生所需高電壓時，應該分析什么破壞了諧振條件，回路是否接通等。
(7)串聯諧振試驗系統的激磁變壓器有特定的電壓和電流要求，在選用代替品時，一定要考慮電壓和電流，不能采用只是容量相同的普通的試驗變壓器。
3、 結束語 直流耐壓試驗不能模擬高壓交聯電纜的運行工況，中試控股試驗效果差，并且有一定的危害性，在現場竣工驗收試驗時，不宜再采用直流耐壓的方法。交流耐壓試驗是現場檢驗交聯電纜的敷設和附件安裝質量最有效的手段。我們所用的變頻諧振裝置符合南方電網公司企業標準、IEC和國標的有關要求，通過電抗器串并聯的方式可以滿足高壓交聯電纜現場交流耐壓的要求。串聯諧振裝置采用多節電抗器串聯的方式，體積小、重量輕、接線操作簡單，是電力計量、高壓測試專業人員理想的新型換代產品。諧振升壓裝置根據用戶要求，電抗器分為固定電抗器和可調電抗器兩種方式。
串聯諧振在試驗時需要注意些什么
串聯諧振試驗需注意以下幾點：
1、試驗時,試驗相接高壓源,高壓引線需采用專用無暈引線,非試驗相連同GIS外殼接地；
2、試驗必須保證各氣室SF6氣體在額定壓力下,并且充氣壓4小時后氣體含量在合格范圍內,GIS處于可運行狀態,確認無誤后方能試驗；
3、試驗加壓前,確保GIS內的電壓互感器拆除,電壓互感器可以一起加壓,但試驗諧振頻率必須大于100Hz、CT二次短路,避雷器連接處應斷開；
4、試驗電壓在輸出套管加入,套管芯子接高壓源,套管金屬法蘭接系統專用地線；
5、試驗時,試驗系統各部件之間、試驗系統與GIS殼體之間必須采用專用接地線,切不可利用現場接地排代替試驗系統與GIS外殼之間的地線連接；
6、注意試驗系統與現場電網之間采用一點連接,接地點必須位于分壓器與試品之間的連線上。為了保證電纜安全可靠運行，有關的標準對電纜的各種試驗做了明確的規定。主要試驗項目包括：測量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流、交流耐壓試驗。其中測量絕緣電阻主要是檢驗電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗是同步進行的，其目的是發現絕緣中的缺陷。但是近年來國內外的試驗和運行經驗證明：直流耐壓試驗不能有效地發現交聯電纜中的絕緣缺陷，甚至造成電纜的絕緣隱患。所以現在的國標要求電力電纜要做交流耐壓試驗。
電力電纜串聯諧振試驗解決方案
電力電纜在投運前按《GB 50150-2016電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》進行試驗。在試驗前要充分的了解電力電纜的型號、長度和等級，這樣才能初步估算電力電纜耐壓的頻率(注：L—電感，H;C—電力電纜電容量(見表2)和分壓器電容量)和電流 I=2π f0 Cx U0 × 10 -6A(注：I—被試品電容電流，A ;f0—電源頻率， Hz;Cx—被試品電容量，μF;U0—試驗電壓有效值即試驗電壓，V)。才能確定需要多少節電抗及是否需要帶補償電容。因為我們電力電纜耐壓整套設備有10節電抗(每節電抗額定電壓27kV)，1節補償電容，估算出來后，也方便我們更高效的完成工作任務。
一般耐壓諧振的在回路頻率時，回路產生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生諧振，再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。
一般我們進行電力電纜交流耐壓，開始是采取串聯諧振的方式進行試驗。串聯諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品的電容實現串聯諧振。試驗工作過程是：根據前面粗略估算出的電流，當電流大于電抗額定電流時，我們就需要采用并聯電抗，防止電抗器過負荷，長時間耐壓損壞電抗器。當電流小于電抗額定電壓是，就不需要并聯電抗器。根據前面粗略估算的頻率，看是否需要補償電容。我們的變頻操作箱是有自動或手動尋找頻率，根據諧振時被試電纜上的電壓找到諧振點，然后觀察頻率是否與我們估算的是否一致再確定是否需要補償電容。確定好之后就可以開始試驗，試驗電壓及時間。試驗結束之后要對電纜充分的放電。串聯諧振試驗方法具有所需的電源容量小, 變壓器電壓等級需求低等優點,降低了現場進行特高壓容性設備耐壓試驗對試驗設備的要求,是現場試驗過程中普遍采用的對電纜,開關,CT 等容性設備進行交流耐壓的試驗方法。現場一般采用變頻的方式進行串聯諧振試驗,由于在改變電源頻率時高壓端電壓會發生較大的不可控的變化,為了試驗的安全 ,在試驗時先在低壓下將試驗頻率調節到諧振頻率,然后再按照相關要求升高試驗電壓。隨著串聯諧振的廣泛應用 ,生產串聯諧振試驗裝置的廠家越來越多,試驗裝置的頻率調節能力越來越強,現有的串聯諧振裝置在試驗時基本能調節到完全諧振的狀態。在串聯諧振交流耐壓試驗時,往往采用電容分壓器直接在高壓端測量試驗電壓值,這種方法對測量設備的電壓等級要求比較高 ,在需要精確測量時采用;此外, 有時候還會采用在最低一節電抗器高壓端與地之間并聯電容分壓器的方法,以所測得的電壓乘以串聯電抗器的節數得到試驗電壓 ,本文把這種方法稱為測量中間電壓法 ,在現場試驗中,電抗器及高壓電暈損耗、試驗儀器頻率調節能力、電容分壓器電容、試驗變壓器出口電抗以及試驗回路雜散電容等因素會導致采用這種方法測量的電壓與實際的試驗電壓之間出現偏差。
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