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電力技術
變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置（中試名企）
時間：2023-02-05
中試控股技術研究院魯工為您講解： 變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置（中試名企）
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）-540kVA/270kV變頻串聯諧振試驗裝置
一、 被試品對象及試驗要求
1、110kVGIS、開關的交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓不超過265kV，試驗時間1min。
2、110kV/400mm2電纜0.7km的交流耐壓試驗，電容量≤0.115uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。
3、110kVA/80000kVA主變全絕緣的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45~65Hz，試驗電壓160kV，試驗時間1min。
4、10kV/300mm2電纜8km的交流耐壓試驗，電容量≤3.004uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓17.4kV，試驗時間60min。
5、35kV/300mm2電纜4km的交流耐壓試驗，電容量≤0.778uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
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：540kVA；
2.輸入電源：單/三相220/380V電壓，頻率為50Hz；
3.額定電壓：270kV；135kV；54kV；
4.額定電流：2A；4A；10A；
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》
GB50150-2006 《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/400mm2長度0.7km電纜 使用電抗器五節串聯
兩組并聯 4kV
10kV/300mm2電纜8km 使用電抗器十節并聯
（其中四節接地） 4kV
35kV/300mm2電纜4km 使用電抗器兩節串聯五組并聯（其中一組接地） 4kV
110kV/80000kVA主變全絕緣 使用電抗器六節串聯 8kV
110kVGIS、開關 使用電抗器十節串聯 16kV
六、系統配置及其參數
1.激勵變壓器ZSB-15kVA 2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：約115kg；
2.變頻電源ZSBP-F-30kW/220/380V 1臺
a)額定輸出容量：30kW
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：75A
e)額定輸出電流：75A
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、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?？蓪当４嬖诖鎯ζ髦校摯鎯ζ鳛榉且资Т鎯ζ?，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??；（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32kg；
3.高壓電抗器ZSDK-54kVA/27kV 10節
a)額定容量：54kVA;
b)額定電壓：27kV；
c)額定電流：2A；
d)電 感 量：68H/單節；
e)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；
f)結 構：干式；
g)重 量：約64kg；
4.電容分壓器FRC-270kV/500pF 1套
a)額定電壓：270kV；
b)高壓電容量：500pF
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
g)額定電壓：160kV；
h)高壓電容量：5000pF；
i)重量：22kg
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。
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。
6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓實驗
串聯諧振的總電阻在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內，中試控股當容抗XC與感抗XL相等時，即XC＝XL。電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時，電路的阻抗Z=√R2+XC，電抗元件上的電壓最高，所以又稱為電壓諧振。生活中的許多地方都運用串聯諧振的原理設計的，被試品的電容與電抗器構成串聯諧振連接方式，分壓器的諧振電壓，并作過壓保護信號，調頻功率輸出經勵磁，聯諧振的激勵功率。
在串聯電路中，串聯諧振的總電阻電路的品質因數Q有兩種測量方法，一是根據公式 Q=UL/U0=Uc/U0測定，Uc與UL分別為諧振時電容器C與電感線圈L上的電壓。另一種方法是通過測量諧振曲線的通頻帶寬度△f=f2-f1，再根據Q=f0/（f 2-f1）求出Q值，式中f0為諧振頻率，f2與f1是失諧時，亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的1/√2（=0.707）倍時的上、下頻率點，Q值越大，中試控股曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好；在恒壓源供電時，電路的品質因數、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數，與信號源無關。串聯諧振就是指作為激勵電壓源以某一頻率加到由串聯諧振電阻，電容，電感串聯的電路兩端時，總的感抗為零，此時的激勵源相當于直接加在電阻上，用此時的感抗或容抗與電路中的電阻相比，串聯諧振的總電阻其比值就是品質因數了，但是品質因數不可以小于零、如果小于零則電路會出現自激震蕩。電纜耐壓試驗亦可以稱之為串聯諧振試驗。電纜耐壓試驗裝置，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，因此也可以稱為串聯諧振試驗裝置。這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。
電纜交流耐壓試驗裝置采用了專用的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，在最小重量下確保儀器穩定和安全。中試控股生產的ZS系列電纜交流耐壓試驗裝置由調頻調壓電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
電纜耐壓試驗裝置的功能：
1、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，中試控股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。中試控股
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
串聯諧振注意事項：
1、勵磁變壓器接線注意事項：(1)10 kV電纜的耐壓裝置，勵磁變壓器一般連接到低端；(2)中試控股10 kV和35 kV電纜的耐壓裝置與10 kV電纜耐壓勵磁變壓器的低端連接，35 KV電纜的高端與高端相連；(3)10 kV、35 kV和110 kV電纜耐壓裝置：10 kV、35 kV電纜耐壓勵磁變壓器連接低端，110 kV電纜耐壓勵磁變壓器連接到高端。
2、電抗器和電容器分壓器接線注意事項：對于短電纜，至少有兩個電抗器串聯連接，不論電壓如何，以確?；芈纺軌蚬舱瘛?/span>
3、勵磁變接線注意事項：（1）電動機耐壓裝置，一般為勵磁變低端；（2）電動機及電纜耐壓裝置，電纜低端耐壓勵磁變，電動機耐電壓勵磁變壓器高端；（3）電動機一般耐電壓諧振裝置。低壓電容電纜。
4、勵磁變壓器接線注意事項：(1)對于開關、GIS、變壓器耐壓裝置，勵磁變壓器輸出電壓一般較高。(2)用于開關，GIS耐壓裝置，中試控股高端勵磁變壓器，變壓器電壓勵磁變壓器連接低端。(3)改造后的諧振裝置通常與短、長度電纜兼容，勵磁變壓器連接低端。
5、電抗器接線注意事項： （1）中試控股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，（2）當用于GIS、變壓器的切換和耐壓時，需要串聯連接電抗器，電抗器串聯數量根據實際試驗電壓確定。
6、一般說明：（1）串聯諧振試驗設備應由高壓試驗專業人員使用。使用前，應仔細閱讀說明書并反復培訓，(2)經營人不得少于2人。使用時應嚴格遵守機組高壓試驗的安全操作規程，（3）為了保證試驗的安全，除了熟悉產品規范外，還必須嚴格按照國家有關標準和法規進行試驗操作，（4）連接不應連接錯誤，否則可能損壞試驗裝置，（5）使用時，輸出電壓高或超高。必須可靠接地，注意操作安全。推薦用串聯諧振系列中的一款：電纜耐壓測試儀。
增值服務
- 三年質保,一年包換,三個月試用
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