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電力技術
變頻諧振串并聯試驗裝置（電力院）
時間：2022-11-28
中試控股技術研究院魯工為您講解：變頻諧振串并聯試驗裝置（電力院）
ZSBP-720KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
參考標準：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。
中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商
ZSBP-720KVA/200KV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-720KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、適用范圍
1、滿足300mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度3km，電容≤0.59uF,試驗頻率30-300Hz,試驗電壓U≤52kV。
2、滿足100MVA/110kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45-65Hz,試驗電壓U≤160kV。
3、滿足110kVGIS,變電站系統交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz,試驗電壓U≤184kV。
4、滿足10kV發電機交流耐壓試驗，電容量≤0.5uF,試驗頻率45-65Hz,試驗電壓U≤24kV。
二、系統主要性能及參數
1、電源電壓： 380V±10%、50Hz；
2、額定容量： 720KVA；
3、輸出電壓： 200KV，
4、輸出電流： 2A. 6A,12A
5、輸出電壓波形: 正弦波；
6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；
7、允許連續工作時間：額定輸出電流下持續運行時間為60分鐘；
8、輸出頻率范圍: 30～300Hz ；
9、品質因數: ≥30
10、系統噪聲: ≤60db
11、系統測量精度: 1.0級
12、頻率分辨率: 0.01Hz
13、頻率不穩定度: ≤0.05%
14、環境溫度： -25℃～ +55℃
相對濕度: ≤90%
海拔高度: ≤2000m
15、具備手動試驗/自動調諧/自動試驗模式。
16、具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。
17、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能。
18 具備過電壓、過電流、過熱保護功能。
19、具備閃絡保護功能,在試品發生閃絡時諧振回路失諧,電源立即停止輸出,屏幕提示“試驗失敗”及相關信息。
20、具備各種數據打印功能。
三、設備制造遵循的國家標準和行業標準
GB7328-87 << 變壓器和電抗器的聲級測量>>
GB1094 <<電力變壓器>>
GB/T16927.1-2-1997 <<高電壓試驗技術>>
ZBK41006-89 <<試驗變壓器>>
GB4208 <<外殼防護等級>>
GB2900 <<電工名詞術語>>
GB5273 <<變壓器、高壓電器和套管的端子>>
GB191 <<包裝儲運標志>>
GB10327 <<電力變壓器絕緣水平和絕緣試驗外絕緣自空氣間隙》
GB10229-88 <<電抗器>>
IEC358(1990) <<耦合電容器和電容分壓器>>
IEC1000 <<電磁兼容性>>
GB4793-1984 電子測量儀器安全要求
四、系統配置及具體參數
1、變頻控制電源30KW 1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量: 30KW
c) 工作電源: 交流380V、50Hz 。
d) 輸出電壓: 0～500V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流: 60A
g) 輸出波形:正弦波, 波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍: 30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
k) 變頻電源采用高性能專用微機控制電壓、頻率調節
l) 變頻電源配備專用引線和插頭與其他設備進行連接。
m) 保 護 ：具有過壓、過流、過熱、放電保護功能。
n) 具備手動試驗/自動試驗。
具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率、勵磁電流、勵磁電壓、試驗時間等。
具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能及各種數據打印功能。
O) 重 量： 26Kg
2、 勵磁變壓器 30KVA 1臺
a) 額定容量: 30KVA
b) 輸入電壓: 500V
c) 輸出電壓： 2KV；3KV，5KV
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續運行時間: 大于1小時
f) 電壓比測量誤差: 小于1%
g) 結構： 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規范要求；
高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；
內置過電壓保護,防止擊穿反擊。
h) 重 量： 120Kg ;
3、高壓電抗器 90/45 8臺
a) 額定容量： 90KVA
b) 額定電壓： 45KV
c) 額定電流： 2A
e) 品質因素： Q≥30
f) 結 構： 干式；
g) 重 量： 70Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、 電容分壓器 200/0.001 1臺
a) 額定電壓： 200KV
b) 工作頻率： 30～300Hz
c) 分 壓 比： 2000：1
d) 分壓比誤差： ≤1%,
e) 測量精度： 交流有效值1.0級
f) 介質損耗： tgδ≤0.5% ;
g) 重 量： 10Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質結構,溫度系數小,角位移小,在30-300HZ內分壓比不變。
五、供貨清單一覽表
序號 設備名稱 型號規格 單位 數量
1 變頻電源 30KW 臺 1
2 勵磁變壓器 30KVA 臺 1
3 高壓電抗器 90/45(45KV/2A) 臺 8
4 電容分壓器 200/0.001（200KV） 臺 1
5 附件測試線 套 1
六、出廠檢驗
本裝置出廠前，對各組成單元設備及成套裝置分別按下列試驗項目進行出廠前試驗，試驗結果完全符合協議及以下標準要求后方可出廠。
1、變頻電源
1）絕緣電阻測試
2）耐壓試驗：2000V，1分鐘
3）負載試驗：在滿負荷下，各器件的溫升不大于45K 。
2、勵磁變壓器
1）直流電阻測量
2）變比測量
3）空載電流及空載損耗
4）短路阻抗和負載損耗
5）絕緣電阻測試
6）溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
3、電抗器試驗
1）直流電阻測量
2）電感量測量
3）交流耐壓試驗
溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K
4、成套裝置試驗
（1） 耐壓試驗：1.1額定電壓下，耐壓1min；
（2） 短路試驗：電壓為0.5U，0.8U，1.0U的條件下，將高壓輸出突發短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。
（3）噪音小于60dB；
變頻串聯諧振耐壓成套試驗裝置：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。
中試控股變頻串聯諧振耐壓成套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”產出變頻串聯諧振耐壓成套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。
變頻串聯諧振耐壓成套試驗裝置|中試控股
變頻串聯諧振裝置的耐壓試驗原理變頻串聯諧振裝置大電容量的電氣設備(如大型發電機組、電力變壓器、電力電容器、GIS、電力電纜等)在一定頻率范圍內的絕緣耐受與工頻耐壓具有一定的等效性，中試控股這樣就為利用變頻試驗裝置的電感與被試品的電容串聯產生諧振電壓來進行交流耐壓試驗提供了可能，且由于試驗裝置的勵磁電壓低、重量輕，非常方便于在施工現場使用。現就變頻串聯諧振試驗裝置的原理、特點和在實際應用中的幾點體會進行闡述。
一、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的原理
發生串聯諧振的基本原理是：在R-L-C電路中
變頻串聯諧振裝置的原理
由電工知識得到：Uc=I/ωC,UL=I*ωL，UR=I*R，U=Uc+UL+UR，當LRC串聯回路中的感抗與試品容抗相等時，電感中的磁場能量與試品電容中的電場能量相互補償，試品所需的無功功率全部由電抗器供給，電源只提供回路的有功損耗。電源電壓與諧振回路電流同相位，電感上的電壓降與電容上的壓降大小相等，相位相反。由圖1可知，當 ωL=1/ωc，回路的諧振頻率f=1/2π√LC，也就是說，電路發生串聯諧振，電源提供很小的勵磁電壓，試品上就能得到很高的電壓,電源頻率為諧振頻率。
二、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的特點
利用串聯諧振原理在回路中產生高電壓,一般頻率為30~300Hz。串聯諧振中的直流高壓發生器原理如下圖2表示：
當電源頻率(f)、電感(L)及被試設備電容(C)滿足下式時回路處于串聯諧振狀態此時：f=1/2π√LC，回路中電流為I=Ulx/R,被試設備電壓為Ucx=I/ωCx輸出電壓與勵磁電壓之比為試驗回路的品質因數：Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R，由于試驗回路中電阻R很小，故試驗回路品質因數很大。一般正常時可達50以上，既輸出電壓是勵磁電壓50倍，中試控股因此用較低容量的試驗變壓器就能得到較高的試驗電壓。這樣就解決了在一般的交流耐壓試驗中試驗變壓器容量不能滿足試驗要求的問題。而此時電容量與電感的關系為ωL=1/ωc，因為對某個試品而言，電容量是固有的，試驗用可調電感的中試控股也非常昂貴，因此解決問題的途徑就引到了改變電源頻率回路的諧振頻率，在初始電壓下調節回路的頻率，觀察Uc的變化達最大值時，增加或減小頻率時諧振電壓都要下降，這時的頻率為諧振頻率，這時的電壓為諧振點電壓，增加勵磁電壓就能升高諧振電壓，從而達到試驗電壓目的。另外，由于試驗回路是處于諧振狀態，回路本身具有良好的濾波作用，電源波形中的諧波分量在設備兩端大為減小，從而輸出良好的正弦波形。當試品放電或擊穿時，即回路中等值電容被短路，諧振條件被破壞，電壓明顯下降，恢復電壓上升緩慢，試品上不發生暫態過電壓，且電源供給的短路電流受到電抗的限制而減少，從而限制被試設備的損壞程度。中試控股
串聯諧振的種類
（1）串聯諧振
此模型在被試品電流能夠滿足試驗要求而電壓未能滿足試驗要求時采用，中試控股試驗中通過試品和電抗器串聯諧振達到所需電壓，以減小試驗設備的容量，從而減少試驗設備的體積。
（2）并聯諧振
此模型在被試品電壓能夠滿足試驗要求而電流未能滿足試驗要求時采用，試驗中通過試品和電抗器并聯諧振達到所需電流，以來減小試驗設備的容量，從而減少試驗設備的體積。
（3）串并聯諧振
此模型在被試品電壓電流都未能夠滿足試驗要求時采用，中試控股試驗中通過試品和電抗器串并聯達到所需的電壓和電流，以來減小試驗設備的容量，從而減少試驗設備的體積。
諧振電源在電力系統應用中的優點
（1）所需電源容量大大減小。通過諧振電抗器和試品電容諧振，串聯諧振電源可輸出較高電壓和較大電流，僅需要提供系統消耗的有功功率，因此，對比傳統電源試驗用電源功率僅為試驗容量1/Q。
（2）設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源無需大功率的調壓裝置，以及常用的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振勵磁電源的容量僅為試驗容量1/Q，體積也僅為傳統試驗裝置1/3~1/5，因此諧振電源，具有重量輕，體積小等優點。
（3）改善輸出電壓的波形。作為諧振式濾波電路，諧振電源，可很大程度上減小輸出電壓波形畸變，得到良好的正弦波形，有效防止諧波峰值造成試品誤擊穿。
（4）防止大的短路電流燒傷故障點。與并聯諧振或者試驗變壓器方式相比，中試控股串聯諧振方式下，若試品的弱絕緣點被擊穿，電路則立即脫諧，回路電流馬上降低為正常試驗電流的1/Q，僅為并聯諧振或者試驗變壓器方式下擊穿電流的幾十分之一，并且此時擊穿電流是短路電流的數百倍。所以，串聯諧振是有效尋找弱絕緣點的方法之一，且不存在短路電流過大導致故障點損壞的問題。
（5）不會出現任何恢復過電壓。當試品被擊穿時，由于諧振條件不再滿足，中試控股高電壓立即消失，電弧也即刻熄滅。此外，由于恢復電壓的再建過程很長，電源容易在再次升高至閃落電壓之前斷開，整個能量積累過程存在間歇震蕩，電壓的恢復過程場，因此，不會出現任何恢復過電壓。
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