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電力技術
發電機交流耐壓串聯諧振儀
時間：2022-11-21
中試控股技術研究院魯工為您講解：發電機交流耐壓串聯諧振儀
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。
變頻串聯諧振儀器優點：
1、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和 被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要 提供系統中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容 量的 1/Q。
2、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源中，不但省去了 笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振 勵磁電源只需試驗容量的 1/Q，使得系統重量和體積大大減少，一般 為普通試驗裝置的 1/10-1/30。
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善 輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值 對試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當試品的 絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電 流的 1/Q。而并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流 立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。所以串聯諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點 的隱患。
5、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條 件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很 長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是 一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現任何恢復 過電壓。
串聯諧振的產生原理：
諧振是由 R、L、C 元件組成的電路在一定條件下發生的一種特殊 現象。首先，我們來分析 R、L、C 串聯電路發生諧振的條件和諧振時 電路的特性。圖 1 所示 R、L、C 串聯電路，在正弦電壓 U 作用下，其 復阻抗：Z = R + j ωL | 1 ωC = R + j XL | XC = R + jX 式中電抗 X＝XL—Xc 是角頻率ω的函數，X 隨ω變化的情況如圖 2 所示。當ω從零開始向∞變化時，X 從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ω0 時、X＜0，電路為容性；在ω＞ω0時，X＞0，電路為感性；在ω＝ ω0時 圖 1 圖 2 Χ(ω0) = ω0L | 1 ω0C = 0 （式 1） 8 此時電路阻抗 Z(ω0)＝R 為純電阻。電壓和電流同相，我們將電 路此時的工作狀態稱為諧振。由于這種諧振發生在 R、L、C 串聯電路 中，所以又稱為串聯諧振。式 1 就是串聯電路發生諧振的條件。由此 式可求得諧振角頻率ω0如下：ω0 = 1 LC 諧振頻率為 f0 = 1 2π LC 由此可知，串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數 L、C 決定 的．與外部條件無關，故又稱電路的固有頻率。當電源頻率一定時， 可以調節電路參數 L 或 C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧 振；在電路參數一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致 而發生諧振。
串聯諧振的品質因數：
串聯電路諧振時，其電抗 X(ω0)＝0，所以電路的復阻抗 Z ω0 = R 呈現為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗 X＝ XL—Xc=0，但感抗與容抗均不為零，只是二者相等。我們稱諧振時的 感抗或容抗為串聯諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即 ρ = ω0L = 1 ω0C = 1 LC | L = L C ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數 L、C 決定的量，與頻率 無關。工程上常用特性阻抗與 9 并稱此比值為串聯電路的品質因數，用 Q 表示，即 Q = ρ R = ω0L R = 1 ω0CR = 1 R L C 品質因數又稱共振系數，有時簡稱為 Q 值。它是由電路參數 R、 L、C 共同決定的一個無量綱的量。
串聯諧振時的電壓關系：
諧振時各元件的電壓分別為 URO = RI O = US ULO = jω0LIO = jω0L U s R = jQUs UCO = j 1 ω0C o =| j 1 ω0C US R =| jQUS 即諧振時電感電壓和電容電壓有效值相等，均為外施電壓的 Q 倍，但電感電壓超前外施電壓 90°，電容電壓滯后外施電壓 90°， 總的電抗電壓為 0。在電路 Q 值較高時，電感電壓和電容電壓的數值 都將遠大于外施電壓的值，所以串聯諧振又稱電壓諧振。常見的試品如變壓器、GIS 系統、SF6 斷路器、電流互感器、電 力電纜、套管等均為容性，系統配備的電抗器為感性，試驗時先通過 調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，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上產生較高的試驗電壓。在實際現場應用中試品上的高壓電壓和低壓電壓遵循以下公式：U 試 = QU 激 其中：U 試為高壓諧振試驗電壓，Q 為系統串聯諧振的品質因數， U 激為激勵變壓器輸出電壓。10 例如：假設系統串聯諧振的品質因數 Q 為 30，激勵變壓器選擇 16kV 的抽頭，激勵變壓器額定輸入電壓為 400V，如果激勵變壓器輸 入電壓為 100V 時，高壓電壓計算步驟如下：①計算激勵變壓器變比 激勵變壓器變比 N=激勵變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓 即：N=16kV/400V=16000/400=40 ②計算激勵變壓器輸出電壓 激勵變壓器輸出電壓=激勵變壓器輸入電壓*激勵變壓器變比 即：U 激=100V*40=4kV ③計算高壓諧振試驗電壓 高壓諧振試驗電壓=激勵變壓器輸出電壓*系統品質因數 即：U 試=4kV*30=120kV 故系統最終的高壓諧振試驗電壓為 120kV。隨著如今電力工業的發展，設備電壓等級越來越高，在電力預防性或是交接試驗中，試驗設備的電壓等級相應也越高。在眾多試驗設備中，串聯諧振使用愈加廣泛。在高電壓等級串聯諧振中，常會見到諧振生產商配給用戶的絕緣底座，那么在試驗過程中，絕緣底座起到什么作用呢？
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