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電力技術
變頻諧振試驗裝置（實力榜）
時間：2022-12-01
中試控股技術研究院魯工為您講解：變頻諧振試驗裝置（實力榜）
ZSBP-270kVA/270kV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/270kV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、 滿足試品范圍
1、10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗，電容量≤1.1265uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
2、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
3、110kV/630mm2電纜0.2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.0368uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。
4、110kV/63000kVA主變全絕緣交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過160kV，試驗時間1min。
5、110kV及以下電壓等級GIS，開關母線母排等變電站設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過265kV，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 ZSXZ-15kW 臺 1
2 激勵變壓器 ZSJL-15kVA/4/8/16kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 ZSDK-45kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 ZSFY-500pF/270kV 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：45kV；90kV;135kV;270kV
3. 額定電流：6A；3A; 2A; 1A
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)
10kV/300mm2電纜3km 使用電抗器六節并聯（其中三節電抗器接地） 4kV ≤22kV
35kV/300mm2電纜1km 使用電抗器兩節串聯三組并聯 4kV ≤52kV
110kV/630mm2電纜0.2km 使用電抗器三節串聯兩組并聯 4kV ≤128kV
110kV/63000kVA主變全絕緣 使用電抗器四節串聯 8kV ≤160kV
110kV及以下電壓等級GIS，開關母線母排等變電站設備 使用電抗器六節串聯 16kV ≤265kV
七、 系統配置參數
(一) 變頻電源ZSXZ-15kW 1臺
1) 額定輸出容量：15kW
2) 工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻
3) 輸出電壓：0–400V
4) 額定輸入電流：37.5A
5) 額定輸出電流：37.5A
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）：460×340×420
15) 重 量：約15kg
(二) 激勵變壓器ZSJL-15kVA/4/8/16kV/0.4kV 1臺
1) 額定容量：15kVA
2) 輸入電壓：0-400V
3) 輸出電壓：4/8/16kV
4) 結 構：干式
5) 尺寸（長寬高mm）：520×520×460
6) 重 量：約110kg
(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：110H/單節
5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 結 構：干式
7) 尺寸（內徑高mm）：?282×435
8) 重 量：約45kg
(四) 電容分壓器ZSFY-500pF/270kV 1套
1) 額定電壓：270kV
2) 高壓電容量：500pF
3) 介質損耗：tgσ≤0.5%
4) 分 壓 比：3000：1
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 ZSXZ-15kW 臺 1
2 激勵變壓器 ZSJL-15kVA/4/8/16kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 ZSDK-45kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 ZSFY-500pF/270kV 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
1. 前言：隨著電力電子技術的發展，采用高壓諧振技術對大容量電氣設備進行工頻耐壓試驗已經成為可能，目前已被廣泛用于電纜，電容器、發電機等具有大電容的電力設備的交流試驗。原理是通過調節鐵心磁路的氣隙長度，得到連續變化的電感L，使其與被試品對地電容C發生諧振。本文以一臺150kVA試驗裝置為模型，闡述高壓諧振變壓器的原理與有關參數的計算。2. 諧振變壓器原理
2.1 結構特征：諧振變壓器的鐵心可以做成兩種不同的結構：殼式和心式。心式鐵心變壓器在一系列主要指標方面不如殼式鐵心變壓器，其重量和外型尺寸較大，調節氣隙的傳動機構比較復雜。為此，我們研制的試驗裝置采用殼式結構，諧振變壓器繞組套裝在可移動的中心柱外面。
2.2 特性曲線：諧振變壓器的特性曲線如圖2所示。由圖2可見，在不同氣隙長度δ下，諧振變壓器的伏安特性具有良好的線性關系，其電感L與變壓器上的電壓值無關。因而這種諧振變壓器在用于交流諧振試驗時，可先在低壓條件下進行調諧（通過傳動機構改變動鐵心與下軛鐵心之間的氣隙長度），當調諧到諧振時，再升高試驗電壓，系統調諧非常方便。
2.3 回路電感L與鐵心氣隙長度δ的關系：氣隙可調諧振變壓器，無論是串聯型還是并聯型，都是通過調節鐵心氣隙長度，改變回路電感量L，使諧振變壓器發生諧振。這就是對于具有一定對地電容的被試器，通過改變鐵心氣隙長度使諧振變壓器發生諧振的機理。但是需要注意的是氣隙長度不可過大，過大會使已建立的諧振條件遭到破壞。
2.4 調諧原理：（1）串聯調諧：串聯諧振變壓器的等值電路如圖3所示。當對諧振變壓器施加US=220V，f=50Hz的工頻電壓后，通過手動或自動調節，使即ωL=1/ωC即XL=XC時，回路發生串聯諧振，這里回路電流IS最大=Us/(RL+RC)因為RC>>RL，則有Is≈US/Rc （1）被試品上的電壓UC和調諧電抗器上的電壓UL分別為： Uc=(1/ωc)Is=XcIs UL=ωLIs=XLIs當調諧到諧振時Uc=UL=ω0LIs=(ω0L/Rc)Us （2）式（2）中比值ω0L/Rc=(根號L/C的2次方)/Rc=Q （3）ω0為諧振角頻率Q稱為串聯諧振回路的品質因數。因為(根號L/C的2次方）>>RC，所以Q>>1。從而得出電源容量Ps=UsIs=(Uc/Q)Is=Pc/Q （4）由式（4）可知，當諧振變壓器調諧到諧振時，電源電壓和容量均為被試品對應電壓和容量的1/Q。所以與一般試驗變壓器相比，諧振變壓器具有重量輕、體積小的優點。（2）并聯調諧并聯諧振變壓器的等值電路如圖4所示。當RL≤ωL，Rc≤1/ωc時，并聯諧振的諧振頻率fo為：并聯回路的品質因數Q為： Q=(ω0L)/(RL+Rc)=1(RL+Rc)ω0C (6)式中RL、RC——電感、電容的等效串聯電阻（Ω） L——調諧電抗器電感（H） C——試品對地電容（F）當向并聯諧振變壓器施加50Hz交流電壓時，隨著電壓的升高，回路中將產生強迫振蕩。當回路的振蕩頻率等于外施電源頻率時，回路的阻抗最大（且呈純電阻性），因而回路電流最小，但L和C上的電流IL和IC都是回路電流I的Q倍，即IL=IC=QI。
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