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中試控股技術(shù)研究院魯工為您講解:串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置(電力院)
ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置
全自動模式、半自動模式、手動模式
實時顯示試驗狀態(tài),用戶可根據(jù)試驗狀態(tài)進行相應操作。
參考標準:DL/T 849.6-2016,DL/T 474.4-2018
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置:變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振,在被試品上獲得高電壓大電流,是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流,在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
變頻串聯(lián)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。元器件(純進口):功率器件:德國英飛凌,模塊:日本富士IGBT,芯片:英特爾等
參數(shù)
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振,在被試品上獲得高電壓大電流,是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流,在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
全套系統(tǒng)的配置用法說明:
結(jié)構(gòu): 采用干式結(jié)構(gòu),絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規(guī)范要求;高﹑低壓繞組間和鐵芯設(shè)靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變;內(nèi)置過電壓保護,防止擊穿反擊。
為了防止電擊,接地導體必須與地面相連。在與本產(chǎn)品輸入或輸出終端連接前,應確保本產(chǎn)品已正確接地。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式,確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)輸出波形良好;功率部分采用了先進的IPM模塊,在小重量下確保儀器穩(wěn)定和安全。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式,確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)輸出波形良好;功率部分采用了先進的IPM模塊,在小重量下確保儀器穩(wěn)定和安全。
1、輸入:電壓220V或者380V ±10%
2、頻率:45/65Hz
3、輸出電壓:0-250V
4、輸出波形:正弦波
5、頻率調(diào)節(jié)范圍:30-300Hz
6、頻率分辨率:0.01Hz
7、頻率穩(wěn)定度:0.1%
8、頻率步進值:5Hz,1Hz,0.1Hz,0.01Hz
9、電壓分辨率:0.1kV
10、電壓測量精度:1.5%
11、電壓步進值: 1%,0.5%,0.1%,0.01%
12、運行連續(xù)工作時間:60分鐘
變頻電源單獨可靠接地。
激勵變壓器一般有好幾個高壓端輸出:
用于10kV電纜的耐壓裝置,激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接,一般接電壓低一些的電壓端,比如2kV;
用于35kV電纜的耐壓裝置,35kV電纜的耐壓,激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接,一般接電壓較高一點的電壓端,比如3-4kV;
用于110kV電纜的耐壓裝置,110kV電纜的耐壓,激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接,一般接電壓高端比如5-6kV;(110kV變壓器)
用于110kV互感器,組合電器,開關(guān)等的耐壓裝置,激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接,一般接電壓高端比如10--15kV;
電抗器和分壓器:本裝置含有自檢功能即不帶任何被試品情況下可以自諧升壓;電抗器必須保證2節(jié)以上疊在一起串聯(lián)起來和分壓器組成諧振回路產(chǎn)生高壓。被試品的連線一般接在比較重的電抗器頂端,這樣不至于被張力拉倒。電抗器使用時,電抗器底部不要放在金屬板上面,因為電抗器是個開口磁路,試驗時和鐵板會產(chǎn)生渦流長時間會燒壞電抗器。
產(chǎn)品概述
1、目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原來的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設(shè)備的原因,仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機構(gòu)觀點認為XLPE 結(jié)構(gòu)具有承儲積累單極性殘余電荷的能力,當在直流試驗后,如不能有效的釋放直流殘余電荷,投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機構(gòu)認為,交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中,由于空間電荷效應,絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿,也會引起絕緣的嚴重損傷。其次,由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓,并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝的缺陷。因此,使用非直流的方法對交聯(lián)電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。同時,各種大型變壓器的交流耐壓試驗,火力及水力發(fā)電機的交流耐壓試驗也定期進行。這些設(shè)備的試驗要求的試驗設(shè)備容量大,,通常情況下采用諧振的方法進行試驗,但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45—65HZ的頻率范圍,但是很多試驗單位要求30-300HZ試驗電源對這類設(shè)備進行交流耐壓試驗。另外還有一種低頻設(shè)備,0.1HZ的超低頻設(shè)備耐壓儀,他有一個弊端就是電壓很難做到很高,在行業(yè)里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯(lián)諧振裝置的應用很快就得到市場的認可,他是真實模擬運行狀態(tài)施加電壓,能夠很快的發(fā)現(xiàn)被試設(shè)備本身狀態(tài)情況。
我公司系列串聯(lián)諧振裝置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交聯(lián)橡塑電力電纜,66kV、110kV、220kV的組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗,水力和火力發(fā)電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)(30-300HZ)串聯(lián)諧振試驗設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大,采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得,因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設(shè)備。其輸入電源的容量顯著降低,重量減輕,便于使用和運輸。初期都采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備(50HZ),但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振,可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)(Q值),并具有自動調(diào)諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點。
注意所有終端的額定值:為了防止火災或電擊危險,請注意本產(chǎn)品的所有額定值和標記。在對本產(chǎn)品進行連接之前,請閱讀本產(chǎn)品使用說明書,以便進一步了解有關(guān)額定值的信息。
在有可疑的故障時,請勿操作:如懷疑本產(chǎn)品有損壞,請本公司維修人員進行檢查,切勿繼續(xù)操作。
請勿在潮濕環(huán)境下操作
請勿在易爆環(huán)境中操作
保持產(chǎn)品表面清潔和干燥
1、 裝置具有過壓、過zhi流、零位dao啟動、系統(tǒng)失諧(閃絡)內(nèi)等保護功容能,過壓過流保護值可以根據(jù)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,最大不超過40kg,便于現(xiàn)場使用。
3、 裝置具有三種工作模式,方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇,提高試驗速度。工作模式為:全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式。
4、 能存儲和異地打印數(shù)據(jù),存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字,方便的幫助用戶識別和查找。
5、 裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)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、 采用了DSP平臺技術(shù),可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級,也使得人機交換界面更為人性化。
試驗時注意事項
1、在做試驗時,變頻電源與電抗器之間的距離盡可能為大,以避免發(fā)生安全事故;
2、串聯(lián)諧振試驗裝置的變頻電源部分為觸摸屏形式,在點動屏幕時,動作要輕,如果在觸屏操作時用力過猛或速度太快,就有可能無法進入下一個菜單或機器不能啟動;需要按一下復位鍵再返回主菜單,間隔5秒鐘之后再啟動,或者直接關(guān)閉電源再啟動;
3、在對設(shè)備進行參數(shù)設(shè)置時,“裝置電壓”這一欄不能更改,“裝置電壓”指的是出廠試驗時與分壓器配套設(shè)置的,如果“裝置電壓”改變了,分壓器采樣信號就會有所改變,測出來的試驗電壓有可能偏大或偏小,對被試品的耐壓試驗就有一定的影響。所以試驗人員在裝置開機時就要把“裝置電壓”記錄下來,以避免裝置電壓在誤動以后,好查閱并更改;
4、在做電容量較大或損耗較高的被試品試驗時,例如“發(fā)電機,容量大的電機,1.5km以上的電纜”,系統(tǒng)Q值較低,設(shè)置“輸出電壓”為30V~50V之間,在一般情況下,“輸出電壓”設(shè)置為10V~20V之間。在做10kV以下,長度500m以內(nèi)電纜試驗時,應選擇較低的勵磁電壓,“輸出電壓”為設(shè)置10V。否則,在找諧振點時,試驗電壓會超過被試品的額定耐壓值,這時系統(tǒng)Q值較高,容易造成被試品擊穿。串聯(lián)諧振試驗裝置又叫做串聯(lián)諧振,可分為調(diào)頻式和調(diào)感式。變頻串聯(lián)諧振裝置一般是由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振連接方式,分壓器并聯(lián)在被試品上,用于測量被試品上的諧振電壓,并作過壓保護信號。
我們知道,在回路頻率時,回路產(chǎn)生諧振,此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)品質(zhì)因素,即電壓諧振倍數(shù),一般為幾十到一百以上。先通過調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振,再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振,變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產(chǎn)生較高的試驗電壓。
串聯(lián)諧振試驗裝置設(shè)備保存和維護:
1、存放于干燥、清潔場地,防止雨水、灰塵進入部件內(nèi)部;
2、如若長期不使用,正常天氣至少2個月應通電一次時間不少于半小時,雨季及潮濕期應每隔一個月通電一次,通電時間半小時,以驅(qū)除設(shè)備內(nèi)的潮氣防止電子元器件的銹蝕,影響正常使用。
3、定期檢查裝置各部件,確保各接頭緊固無松動;
4、更換打印紙,機器采用熱敏打印紙并且是前換紙式當需要換紙時只要按POST鍵鈕打印紙艙門就會打開可以將新打印紙裝入。
此次講解的儀器為:ZSBP-120KVA/30KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置
準備工作,選取電纜,以做耐壓試驗
此次演示的目的,需要了解:如何接線,如何組裝。
原理
說到組裝,大家都知道串聯(lián)諧振是由,變頻電源、激勵變壓器、電抗器和分壓器4個基本儀器組成。但可能某些公司購買會涉及到補償電容,今天的試驗就含有補償電容
那么為什么多了個補償電容呢?補償電容怎么接線呢?
在現(xiàn)場以一根長約15米,單芯截面積為70mm,8.7/10KV的電纜為試驗品。
我們知道了電纜的長度,單芯截面積,電壓等級,那我們就能通過我司網(wǎng)站中的電纜容量計算器得出電纜容量值為0.0033uF,還能得出諧振頻率,和電流值,并且通過查看國標確認我們需做試驗的耐壓為17.5KV。
那么得出這些有什么用呢?首先我們需要知道什么是串聯(lián)諧振?
在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi),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(xiàn)純電阻性,這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。
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