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電力技術
串聯諧振試驗系統（測試院）
時間：2022-12-01
中試控股技術研究院魯工為您講解：串聯諧振試驗系統（測試院）
ZSBP-270kVA/135kV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-270kVA/135kV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/135kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、 滿足試品范圍
1、110kV/300mm2電纜0.5km的交流耐壓試驗，電容量≤0.0735uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。
2、20KV發電機60萬機組交流耐壓試驗，電容量≤0.2uF（參考值），試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過43kV，試驗時間1min。
二、 裝置主要組成
序號 設備名稱 規格型號 單位 數量
1 變頻電源 ZSBP-18kW 臺 1
2 激勵變壓器 ZSJL-9kVA/6kV/0.4kV 臺 2
3 高壓電抗器 ZSDK-45kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 ZSFY-500pF/130kV 套 1
三、 主要功能及特征
ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小，在國內外得到了廣泛好評和應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。
我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：
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、整個裝置單件重量很輕，便于現場使用。
3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。
4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便用戶識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、采用DSP平臺技術，可根據用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。
7、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。
8、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，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，諧振激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。
9、有效改善輸出電壓波形。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，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
10、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，而用并聯諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，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。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憂患。
11、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。
四、 主要技術參數
1. 額定容量：270kVA
2. 額定電壓：135kV；45kV；
3. 額定電流：2A；6A；
4. 測量精度：系統有效值1.5級
5. 工作頻率：30-300Hz
6. 裝置輸出波形：正弦波
7. 品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8. 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9. 輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10. 工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11. 溫 升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12. 保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13. 環境溫度：－20℃-55℃
14. 相對濕度：≤90%RH
15. 海拔高度:≤3000米
六、 試驗時設備組合方式
組合方式
被試品對象 電抗器選擇
（45kVA/45kV六節） 激勵變壓器
輸出端選擇 試驗電壓(kV)
110kV/300mm2電纜0.5km 使用電抗器三節串聯兩組并聯 6kV ≤128kV
20KV發電機60萬機組 使用電抗器四節并聯 6kV ≤43kV
七、 系統配置參數
(一) 變頻電源ZSBP-18kW 1臺
1) 額定輸出容量：18kW
2) 工作電源：220/380±10%V（三相），工頻
3) 輸出電壓：0–400V
4) 額定輸入電流：45A
5) 額定輸出電流：45A
6) 電壓分辨率：0.01kV
7) 電壓測量精度：1.5%
8) 頻率調節范圍：30–300Hz
9) 頻率調節分辨率：≤0.1Hz
10) 頻率穩定度：0.1%
11) 運 行 時 間：額定容量下連續60min
12) 溫 升：額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K
13) 噪 聲 水 平：≤50dB
14) 尺寸（長寬高mm）：540×380×420
15) 重 量：約25kg
(二) 激勵變壓器ZSJL-9kVA/6kV/0.4kV 2臺
1) 額定容量：9kVA
2) 輸入電壓：0-400V
3) 輸出電壓： 6kV
4) 結 構：干式
5) 尺寸（長寬高mm）：520×520×460
6) 重 量：約60kg
(三) 高壓電抗器ZSDK-45kVA/45kV 6節
1) 額定容量45kVA;
2) 額定電壓：45kV
3) 額定電流：1A
4) 電 感 量：180H/單節
5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 結 構：干式
7) 尺寸（內徑高mm）：?342×435
8) 重 量：約85kg
(四) 電容分壓器ZSFY-500pF/130kV 1套
1) 額定電壓：130kV
2) 高壓電容量：500pF
3) 介質損耗：tgσ≤0.5%
4) 分 壓 比：1500：1
5) 測量精度：有效值1.5級
6) 尺寸（內徑高mm）：?140×1000
7) 重 量：約8kg
八、 供貨清單
序號 設 備 名 稱 型 號 及 規 格 單位 數量
1 變頻電源 ZSBP-18kW 臺 1
2 激勵變壓器 ZSJL-9kVA/6kV/0.4kV 臺 2
3 高壓電抗器 ZSDK-45kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 ZSFY-500pF/130kV 套 1
5 串聯諧振測試線 套 1
6 出廠檢驗報告 份 1
7 使用說明書 份 1
8 產品合格證 份 1
9 裝箱清單 份 1
九、 參考實驗標準
DL/T 596-1996 《電力設備預防性試驗規程》
GB50150-2016 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
GB10229-88 《電抗器》
GB1094 《電力變壓器》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外殼防護等級》
GB2900 《電工名詞術語》
GB/T16927.1~2-1997 《高電壓試驗技術》
DL/T474.4-2006 《現場絕緣試驗實施導則－交流耐壓試驗》
DL/T1015 《現場直流和交流耐壓試驗電壓測量系統的使用導則》
GB/T311.1-1997 《高壓輸變電設備的絕緣與配合》
GB191-2000 《包裝儲運圖示標志》
JB/T9641-1999 《試驗變壓器》
IEC358(1990) 《耦合電容器和電容分壓器》
GB4793-1984 《電子測量儀器安全要求》
GB/T3859.2-1993 《半導體變流器應用導則》
GB/T2423.8-1995 《電工電子產品基本環境試驗規程》
DL/T849.6-2004 《電力設備專用測試儀器通用技術條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》
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
由于中試控股串聯諧振裝置電源首要運用諧振電抗器和被試品電容諧振發生高電壓和大電流的，實驗電源僅僅供給體系有功的消耗，所以它所需電源功率僅具有實驗容量的1/Q。一起，由于串聯諧振實驗不必大功率調壓設備和工頻實驗變壓器，諧振激磁電源僅要實驗容量的1/Q，使得串聯諧振體系分量和體積方案化的減少。不一樣的是，諧振電源是諧振式濾波電路，其能優化輸出電壓波形，以至于躲避諧波峰值對試品的誤擊穿。但在串聯諧振形式下，當試品絕緣缺陷被擊穿時，電路當即脫諧，回路電流靈敏調整為正常實驗電流的1/Q，所以他還能躲避大的短路電流對缺陷點的燒傷。2.中試控股串聯諧振原理剖析
電路諧振時阻抗值最小，當端口電壓一守時，電路電流將抵達最大值，如圖1(b)所示，且該值的巨細僅與電阻的阻值有關而與電感和電容無關。諧振時電感電壓與電容電壓數值相等、相位相反，為總電壓的Q倍[4]，即。RLC串聯電路的電流是電源頻率的函數，
在電阻、電感及電容所構成的串聯電路中，當容抗與感抗相等時，電路中的電壓與電流相位一樣，電路呈現純電阻性，此即為串聯諧振[3]。當電路發生串聯諧振時，電路的阻抗Z=R，此時回路總阻抗值最小，回路電流最大值。圖1(a)所示為電感和電容元件串聯構成的一端口網絡，其等效阻抗，當發生諧振時，其端口電壓與電流同相位，即，由此可推得諧振角頻率和諧振頻率分別為，。界說諧振時的感抗或容抗 為特性阻抗ρ，則特性阻抗ρ與電阻R的比值即為品質因數Q。串聯諧振設備
為了研討電路參數對諧振特性的影響，一般選用通用諧振曲線，圖2(b)所示為串聯諧振電路的通用諧振曲線。通用諧振曲線的形狀只與Q值有關，且曲線形狀越尖利，電路的選頻功用越好。幅值大于峰值的0.707倍所對應的頻率方案為通帶寬，理論推導可得，由該式可知通帶寬與品質因數成反比。
即，在電路的電感L、電容C和電源電壓US不變的狀況下，不一樣的R值得到不一樣的Q值，圖2(a)所示為不一樣Q值時的電流幅頻特性曲線。
3.變頻串聯諧振的工程運用剖析
變頻串聯諧振實驗進程中，勵磁變的容量應大于有功功率P，并在勵磁變最低輸出電壓滿足實驗需要的前提下盡量降低勵磁變的變比，然后相應減小勵磁變原邊的輸入電流。實驗電源容量S=P+P1，其間P1為變頻電源本身的損耗，由電源端輸入電壓為380V可得電源電流I1=。實驗中電抗器的額定電壓和電流也應大于實驗電壓和高壓電流，當電抗器選用串并聯以滿足實驗需要時，有必要計算每個電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。
在現場實驗中，一般選用16mm2以上的裸銅線接地，裸銅線其寄生電感在μH數量級，約0.1-1μH/m，直
流電阻約0.1mΩ，假定接地線有曲折環繞景象，電感量可增加到10-1000μH/m。試品絕緣一般在交流電壓的正峰值或負峰值被擊穿，試品被擊穿剎那間試品上的電壓最高，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時間一般在0.1-10μs之間，詳細狀況與擊穿點的實習狀況有關。從放電能量上看，即使放電時，試品的最小電容量只需0.002μF，實習實驗時試品電容量遠大于該值。如以放電時頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計算，地線的寄生感抗XL==0.628Ω，地線或許發生的過電壓Ud=If XL=1000×0.628=628V。假定地線聯接不標準，寄生電感就會增大很多，發生的過電壓或許更大，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓實驗體系有必要一點可靠接地，分壓器的接地址與大地的聯接線應盡量短，接地線應粗、直、短，然后保證實驗安全。
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