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中試控股技術研究院魯工為您講解:交流耐壓智能試驗系統(電力院)
ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
全自動模式、半自動模式、手動模式
實時顯示試驗狀態,用戶可根據試驗狀態進行相應操作。
參考標準:DL/T 849.6-2016,DL/T 474.4-2018
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置:變頻串聯諧振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,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。
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。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
變頻串聯諧振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,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。
全套系統的配置用法說明:
結構: 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規范要求;高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變;內置過電壓保護,防止擊穿反擊。
為了防止電擊,接地導體必須與地面相連。在與本產品輸入或輸出終端連接前,應確保本產品已正確接地。
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,在小重量下確保儀器穩定和安全。
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,在小重量下確保儀器穩定和安全。
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、頻率調節范圍:30-300Hz
6、頻率分辨率:0.01Hz
7、頻率穩定度: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節以上疊在一起串聯起來和分壓器組成諧振回路產生高壓。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,試驗時和鐵板會產生渦流長時間會燒壞電抗器。
產品概述
1、目前在國際和國內已有越來越多的XLPE交聯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。但在交聯電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設備的原因,仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機構觀點認為XLPE 結構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生擊穿。國內一些研究機構認為,交聯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。交聯聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發生擊穿,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下電纜承受的過電壓,并有效的發現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,火力及水力發電機的交流耐壓試驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大,,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試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。另外還有一種低頻設備,0.1HZ的超低頻設備耐壓儀,他有一個弊端就是電壓很難做到很高,在行業里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯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施加電壓,能夠很快的發現被試設備本身狀態情況。
我公司系列串聯諧振裝置主要用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV的交聯橡塑電力電纜,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節(30-300HZ)串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大,采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現場不易取得,因此一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量顯著降低,重量減輕,便于使用和運輸。初期都采用調感式串聯諧振設備(50HZ),但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大多采用變頻諧振,可以得到更高的品質因數(Q值),并具有自動調諧、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,請注意本產品的所有額定值和標記。在對本產品進行連接之前,請閱讀本產品使用說明書,以便進一步了解有關額定值的信息。
在有可疑的故障時,請勿操作:如懷疑本產品有損壞,請本公司維修人員進行檢查,切勿繼續操作。
請勿在潮濕環境下操作
請勿在易爆環境中操作
保持產品表面清潔和干燥
一、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的特點
利用串聯諧振原理在回路中產生高電壓,一般頻率為30~300Hz。串聯諧振中的直流高壓發生器如下圖表示:
中試控股詳細講解 當電源頻率(f)、電感(L)及被試設備電容(C)滿足下式時回路處于串聯諧振狀態此時:f=1/2π√LC,回路中電流為I=Ulx/R,被試設備電壓為Ucx=I/ωCx輸出電壓與勵磁電壓之比為試驗回路的品質因數:Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R,由于試驗回路中電阻R很小,故試驗回路品質因數很大。一般正常時可達50以上,既輸出電壓是勵磁電壓50倍,因此用較低容量的試驗變壓器就能得到較高的試驗電壓。這樣就解決了在一般的交流耐壓試驗中試驗變壓器容量不能滿足試驗要求的問題。而此時電容量與電感的關系為ωL=1/ωc,因為對某個試品而言,電容量是固有的,試驗用可調電感的JG也非常昂貴,因此解決問題的途徑就引到了改變電源頻率回路的諧振頻率,在初始電壓下調節回路的頻率,觀察Uc的變化達Zui大值時,增加或減小頻率時諧振電壓都要下降,這時的頻率為諧振頻率,這時的電壓為諧振點電壓,增加勵磁電壓就能升高諧振電壓,從而達到試驗電壓目的。另外,由于試驗回路是處于諧振狀態,回路本身具有良好的濾波作用,電源波形中的諧波分量在設備兩端大為減小,從而輸出良好的正弦波形。當試品放電或擊穿時,即回路中等值電容被短路,諧振條件被破壞,電壓明顯下降,恢復電壓上升緩慢,試品上不發生暫態過電壓,且電源供給的短路電流受到電抗的限制而減少,從而限制被試設備的損壞程度。
二、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的原理
發生串聯諧振的基本原理是:在R-L-C電路中
變頻串聯諧振裝置的原理
由電工知識得到:Uc=I/ωC,UL=I*ωL,UR=I*R,U=Uc+UL+UR,當LRC串聯回路中的感抗與試品容抗相等時,電感中的磁場能量與試品電容中的電場能量相互補償,試品所需的無功功率全部由電抗器供給,電源只提供回路的有功損耗。電源電壓與諧振回路電流同相位,電感上的電壓降與電容上的壓降大小相等,相位相反。由圖1可知,當 ωL=1/ωc,回路的諧振頻率f=1/2π√LC,也就是說,電路發生串聯諧振,電源提供很小的勵磁電壓,試品上就能得到很高的電壓,電源頻率為諧振頻率。
如果還有關于變頻串聯諧振耐壓試驗裝置原理的其他問題的,可以聯系我們,我們有專業的人士為您解答。中試控股詳細講解在回路頻率時,回路產生諧振,此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素,即電壓諧振倍數,一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振,再在回路諧振的條件下調節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上產生較高的試驗電壓。
采用變頻串聯諧振的方法進行耐壓試驗,用多級疊加的方式,多臺電抗器可并聯、串聯使用,分壓器既用來測量試驗電壓。
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