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電力技術
變頻諧振試驗裝置（電纜耐壓）
時間：2023-02-05
中試控股技術研究院魯工為您講解： 變頻諧振試驗裝置（電纜耐壓）
中試控股 / 大品牌的品質保證
ZSBP變頻串聯諧振耐壓試驗裝置適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規格。
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么：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。
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 | 參考標準：DL/T 474.4-2018
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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）。
適用以下電纜的交流耐壓試驗：
電力電纜、控制電纜、補償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計算機電纜、信號電纜、同軸電纜、耐火電纜、船用電纜、礦用電纜、鋁合金電纜、電器裝備用電線電纜、RVVP表示：銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯護套軟電纜電壓300V/300V 2-24芯；
RG表示：物理發泡聚乙烯絕緣接入網電纜用于同軸光纖混合網中傳輸數據模擬信號；
UTP表示：局域網電纜；
KVVP為：聚氯乙烯護套編織屏蔽電纜，SYWV（Y）、SYKV 有線電視、寬帶網專用電纜；
RVV表示：聚氯乙烯絕緣軟電纜；
AVVR表示：聚氯乙烯護套安裝用軟電纜；
RV、RVP表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
BV、BVR表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
KVV表示：聚氯乙烯絕緣控制電纜等。
ZSBP（f）-270kVA/270kV變頻串聯諧振試驗裝置
一、適用范圍
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、35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.389uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
3、10kV/300mm2電纜5km的交流耐壓試驗，電容量≤1.88uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
4、110kV/63000kVA主變中性點的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45~65Hz，試驗電壓80kV，試驗時間1min。
5、110kV 開關、GIS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。
6、35kV 開關、GIS的交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓不超過95kV，試驗時間1min。
二、工作環境
1.環境溫度：－10℃–50℃;
2.相對濕度：≤90%RH;
3.海拔高度: ≤3000米；
三、裝置主要技術參數及功能
1.額定容量：270kVA；
2.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；
3.額定電壓：54kV；270kV
4.額定電流：5A； 1A
5.工作頻率：30~300Hz；
6.裝置輸出波形：正弦波
7.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
8.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；
9.溫 升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；
10.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
11.保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；
12.測量精度：系統有效值1.5級；
四、設備遵循標準
GB10229-88 《電抗器》
GB1094 《電力變壓器》
GB50150-2016 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
DL/T 596-1996 《電力設備預防性試驗規程》
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》
110kV/300mm2電纜0.5km 使用電抗器五節串聯
兩組并聯 8kV
35kV/300mm2電纜2km 使用電抗器兩節串聯
五組并聯 4kV
10kV/300mm2電纜5km 使用電抗器十節并聯
（其中五節接地） 4kV
110kV 開關、GIS 使用電抗器十節串聯 16kV
110kV/63000kVA主變中性點 使用電抗器四節串聯 8kV
35kV 開關、GIS 使用電抗器四節串聯 8kV
六、 系統配置及其參數
1、激勵變壓器ZSB-15kVA 1臺
a)額定容量：15kVA；
b)輸入電壓：0-400V，單相；
c)輸出電壓：4/8/16kV
d)結 構：干式；
e)重 量：115kg
2、變頻電源ZSBP（f） -15kW/220/380V 1臺
a)額定輸出容量：15kW
b)工作電源： 220/380±10%V（單/三相），工頻
c)輸出電壓：0 –400V，單相，
d)額定輸入電流：37.5A
e)額定輸出電流：37.5A
f)電壓分辨率： 0.01kV
g)電壓測量精度：1.5%
h)頻率調節范圍：30 – 300Hz
i)頻率調節分辨率：≤0.1Hz
j)頻率穩定度： 0.1%
k)運 行 時 間：額定容量下連續60min
l)額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K;
m)噪 聲 水 平：≤50dB
n)可實現以下功能
1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現場操作及觀察；
2）內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩定性和可靠性；
3）參數顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統
可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩定性；
4）參數設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數設置提示以及幫助等參數進行設置或選擇；
5）試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等；
6）保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能；
7） 數據存儲功能：試驗結果保存（手動保存）、打印、上傳、回查等
① 試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，當試驗發生中斷時，可提示中斷狀態。可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄；
② 數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數據輸出打印或利用設備所攜帶打印機打印；（打印機屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）
8）自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1.0%；
9）調頻范圍及頻率分辨率均可設定：調頻范圍可設為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調諧過程；頻率分辨率根據需要，可預設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調諧效率與調諧精準度之間取得優化平衡；
10）頻率調節分為粗調和細調，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移；
P）重 量：約18kg；
3、高壓電抗器ZSDK-27kVA/27kV 10節
a)額定容量：27kVA;
b)額定電壓：27kV；
c)額定電流：1A；
d)電 感 量：110H/單節；
e)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；
f)結 構：干式；
g)重 量：約38kg；
4、電容分壓器FRC-270kV/300pF 1套
a)額定電壓：270kV；
b)高壓電容量：300pF
c)介質損耗：tgσ≤0.5%；
d)分 壓 比：3000：1
e)測量精度：有效值1.5級;
f)重 量：約26kg；
5、補償電容器 ZSBC-160kV/5000pF 1套
a) 額定電壓：160kV；
b) 高壓電容量：5000pF；
c) 重量：22kg
1激勵變壓器 ZSB-15kVA/4/8/16kV/0.4kV 臺 1
2變頻電源 ZSBP（f）-15kW/220/380V 臺 1
3高壓電抗器 ZSDK-27kVA/27kV 臺 10
4電容分壓器 FRC-270kV/300pF 套 1
5補償電容器 ZSBC-160kV/5000pF 套 1
6內部連接線 套 1
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。
特色：
1) 內部由嵌入式觸摸屏操控,操作功用得到優化,操作簡略
2) 主動掃頻,尋找諧振點.頻率規模20-300Hz,可手動設置掃頻規模,掃頻最大耗時3分鐘(全頻掃). 頻率分辨率0.1Hz
3) 主動實驗,用戶可設置實驗程序,體系主動按設置的程序完結實驗進程
4) 主動實驗時,主動盯梢體系的諧振狀況,當諧振狀況發生變化,超越設置的區域時,體系主動盯梢諧振點.在全部進程中保證體系作業在最優出力狀況，調頻時制作頻率電壓曲線。
5) 耐壓時主動盯梢電壓,電壓正常動搖時主動調整電壓到目標電壓,由用戶根據實驗狀況進行操作
6) 全壓輸出保護：在調壓進程中，嚴厲保證變頻電源不會全電壓輸出
7) 軟件經過嚴厲模仿運轉查驗，運轉安全、安穩、可靠
8) 主動保留實驗數據,數據查詢功用,根據查詢條件查詢以往的實驗數據；
9) 液晶顯現屏可顯現電源電壓和電流；高壓輸出的頻率、電壓、電流
10) 保護功用：具有斷電、過流、過壓及閃絡保護功用；
a) 過電壓保護：可人工設定過電壓保護值；當整套設備的輸出電壓到達保護整定值時，主動切除整套設備
b) 過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套設備的輸出電流到達保護整定值時，主動切除整套設備
c) JI穿保護：具有放電或閃絡保護功用，當高壓側發生對地閃絡時，主動切除整套設備。不會對實驗設備和人身形成損傷，變頻電源內電子元件不會擊穿
d) 斷電保護：實驗電源斷電后，設備能迅速保護
11) 變頻電源內部結構及其各元器件在經過正常的公路、鐵路運輸后，彼此方位不變，不損壞，緊固件不松動
6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓實驗
注意事項:
（1）BPXZ串聯諧振用于開關、GIS、變壓器的耐壓裝置，勵磁變壓器的輸出電壓一般較高；
（2）用于開關、GIS的耐壓裝置，勵磁變壓器接高端，變壓器耐壓勵磁變壓器接低端；
（3）通常情況下，改種型號的諧振裝置兼容較較短長度的電纜，勵磁變壓器接低端；
（4）用于開關及較低電容量的試品交流耐壓試驗時，需要將所有電抗器串聯在高壓回路中，可以確保諧振；
（5）用于開關、GIS、變壓器的耐壓時，需要將電抗器串聯連接，電抗器串聯只數按照實際的試驗電壓確定。
4.通用操作步驟:
串聯諧振裝置
正確按照接線示意圖及相關要求連接試驗回路，在現場設置試驗警示標記，正確設置各項試驗參數。
串聯諧振在電網實際應用有哪些特點？
在電力行業串聯諧振是一種應用范圍十分廣泛的實驗裝置。泛科電子作為湖北地區電力行業的先行者。對串聯諧振這一名詞有著獨特的見解。隨著科技投入的不斷增加。具有電力設備研發資質的企業在日后會更具有競爭力。那么“串聯諧振”究竟是什么呢?在電力企業日常生產應用中又起到什么意義?泛科電子電力來為您略說一二。
一、串聯諧振現象名詞解釋：
串聯諧振顧名思義就是在電阻、電感和電容的串聯電路中，出現電路的端電壓和電路總電流同相位的現象，叫做串聯諧振。串聯諧振的特點是指電路呈純電阻性，端電壓和總電流同相，此時阻抗最小，電流最大，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。在電力工程上，由于串聯諧振會出現過電壓、大電流，以致損壞電氣設備，所以要避免串聯諧振。在電感線圈與電容器并聯的電路中，出現并聯電路的端電壓與電路總電流同相位的現象，叫做并聯諧振。并聯諧振電路總阻抗最大，因而電路總電流變得最小，但對每一支路而言，其電流都可能比總電流大得多，因此電流諧振又稱電流諧振。并聯諧振不會產生危及設備安全的諧振過電壓，但每一支路會產生過電流。
二、串聯諧振有電路的特點有哪些?
說到串聯諧振的特點首先，諧振時串聯諧振電路的總阻抗最小，且呈純電阻性，其值等于R。(2) 諧振時串聯諧振電路中的電流最大，且與電壓同相位。其次，其值為 諧振時XL=XC，此時的XL或XC為電路的特性阻抗，用字母ρ表示為諧振時電感和電容兩端的電壓大小相等，方向相反，且有Q為串聯諧振電路的品質因數，最后它是衡量諧振電路特性的一個重要參數。通常將串聯諧振電路的特性阻抗與電路中電阻的比值稱為電路的品質因數，用字母Q表示。
三、串聯諧振在工作中的五大特點是什么?
特點一：電穩定性、可靠性高。系統采用進口功率元件作為功率變換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，經過多次高壓直接對地短路的測試，系統仍然保持完好，同時系統也有很強的過載能力。
特點二： 自動調諧功能強大。系統自動調諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統調諧過程;掃頻完成后，系統根據掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，最后精確鎖定諧振頻率
特點三：支持多種試驗模式。系統支持"自動調諧+手動調壓"，"自動調諧+自動調壓"，"手動調諧+手動調壓"等試驗模式，推薦使用"自動調諧+手動調壓"模式，既能快速找到諧振點，又能通過手動調壓控制試驗過程，安全性更高。
特點四：系統人機交互界面友好。試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數據保存和查詢功能
特點五：保護功能完善。具備零位保護(電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統啟動)，過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。
四、串聯諧振技術難點有哪些?
先說下串聯諧振的歷史，串聯全諧振變換器曾經是上世紀60-70年代最流行的變換器,只要給出合適的死區時間,即可實現很好的軟開關變換. 現代的數控技術給這一經典的變換電路增添了不少活力。串聯諧振在技術難點主要有以下三項： ZCS 頻率追蹤控制、 ZVS 死區追蹤控制、 ZCS_ZVS 交替追蹤控制。那么面對這些串聯諧振的技術難點又有哪些好的解決方案呢?
從負載諧振方式劃分，可以為并聯逆變器和串聯逆變器兩大類型，下面列出串聯逆變器和并聯逆變器的主要技術特點及其比較：串聯逆變器和并聯逆變器的差別，源于它們所用的振蕩電路不同，前者是用L、R和C串聯，后者是L、R和C并聯。
串聯逆變器的負載電路對電源呈現低阻抗，要求由電壓源供電。因此，經整流和濾波的直流電源末端，必須并接大的濾波電容器。當逆變失敗時，浪涌電流大，保護困難。并聯逆變器的負載電路對電源呈現高阻抗，要求由電流源供電，需在直流電源末端串接大電抗器。但在逆變失敗時，由于電流受大電抗限制，沖擊不大，較易保護。
（二）串聯諧振和并聯諧振區別一
1、串聯逆變器的輸入電壓恒定，輸出電壓為矩形波，輸出電流近似正弦波，換流是在晶閘管上電流過零以后進行，因而電流總是超前電壓一φ角。
并聯逆變器的輸入電流恒定，輸出電壓近似正弦波，輸出電流為矩形波，換流是在諧振電容器上電壓過零以前進行，負載電流也總是越前于電壓一φ角。這就是說，兩者都是工作在容性負載狀態。
2、串聯逆變器是恒壓源供電，為避免逆變器的上、下橋臂晶閘管同時導通，造成電源短路，換流時，必須保證先關斷，后開通。即應有一段時間(t)使所有晶閘管（其它電力電子器件）都處于關斷狀態。此時的雜散電感，即從直流端到器件的引線電感上產生的感生電勢，可能使器件損壞，因而需要選擇合適的器件的浪涌電壓吸收電路。此外，在晶閘管關斷期間，為確保負載電流連續，使晶閘管免受換流電容器上高電壓的影響，必須在晶閘管兩端反并聯快速二極管。
并聯逆變器是恒流源供電，為避免濾波電抗Ld上產生大的感生電勢，電流必須連續。也就是說，必須保證逆變器上、下橋臂晶閘管在換流時，是先開通后關斷，也即在換流期間(tγ)內所有晶閘管都處于導通狀態。這時，雖然逆變橋臂直通，由于Ld足夠大，也不會造成直流電源短路，但換流時間長，會使系統效率降低，因而需縮短tγ，即減小Lk值。
增值服務
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