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中試控股技術研究院魯工為您講解：舊電纜耐壓測試儀（計量院）

ZSBP-540kVA/270kV變頻諧振試驗裝置

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參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻諧振試驗裝置：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。
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。

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

技術參數及功能描述
1、技術參數
? 輸入電源:
電壓： 380/220V±10%
頻率： 45/65Hz
? 輸出電壓：0-500V；
? 輸出波形：正弦波
? 頻率調節范圍：30-300Hz
? 頻率分辨率：0.01Hz
? 頻率穩定度：0.1%
? 頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 電壓分辨率：0.1kV
? 電壓測量精度：1.5%
? 電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
? 運行連續工作時間：60分鐘
額定電壓：270kV
被試品的：
22kV---滿足10kV電纜交流耐壓試驗；
35kV---滿足10kV變壓器交流耐壓試驗；
42kV---滿足10kV開關等交流耐壓試驗；
52kV---滿足35kV電纜交流耐壓試驗；
72kV---滿足35kV變壓器交流耐壓試驗；
95kV---滿足35kV開關交流耐壓試驗；
160kV---滿足110kV變壓器交流耐壓試驗；
184kV---滿足110kV開關交流耐壓試驗；
2．輸出電壓波形畸變率：<1.0％
3.允許連續工作時間：額定條件下一次性工作60分鐘，
4．裝置自身品質因數：Q>50
5．火力發電機試驗時滿負荷下品質因數：Q>10（與負載相關）
6.  水力發電機試驗時滿負荷下品質因數：Q>10（與負載相關）
7．電纜試驗時滿負荷下品質因數：Q>30（與負載相關）
8．主變壓器試驗滿負荷時品質因數：Q>30（與負載相關）
9. GIS，開關等試驗滿負荷時品質因數：Q>50（與負載相關）
10．輸入電源： 380/220V
11．頻率調節范圍：30Hz～300Hz
12．系統測量精度：1.5％
13．裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能

設備遵循標準     
《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》   GB50150-2006
《水輪發電機組安裝技術規范》               GB/T8564――2003
《高壓諧振試驗裝置》                       DL/T 849.6—2004  
《電抗器》                                 GB10229.88
《電力設備預防性試驗規程》                  DL/T596-1996
《耦合電容器和電容分壓器》                  IEC358(1990)

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。
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

 變頻電源

 變頻電源原理圖如圖2-1，Ｈ相交流電壓380V通過輸入電路的整流，將交流變為直流儲存于主回路的電容上；再通過逆變電路逆變生成SPWM序列波形，中試控股通過低通濾波器濾波變為頻率和幅值均可調的交流電壓。控制器包括輔助電路、控制電路和保護電路，相當于整個系統的神經中樞，用于控制各部分安全可靠運行，包括輸入電路、逆變電路工作Ｗ及外部輸入指令接收和系統各種保護的實現。

 勵磁變壓器

 勵磁變壓器內有高低壓繞組，低壓繞姐通常為一組，少數有抽頭，各繞組有串聯也有并聯，Ｗ滿足不同電壓等級、不同容量試品的試驗要求。在系統中勵磁變壓器的主要作用：將變頻電源輸出的低電壓進行升壓。

 試驗電抗器

 電抗器作為試驗回路的一個重要組成部分，電抗器的電感量和試驗回路的電容量共同決定了試驗回路的諧振頻率。電抗器一般由2~4節組成，可Ｗ根據試驗電壓等級將它們進行不同組合，但是姐合后的電抗器和試驗回路電容發生諧振的諧振頻率必須在30~300HZ內。

 電容分壓器

 電容分壓器是測試試驗電壓的取樣部件，它由高壓臂和低壓臂組成，一般分壓器配有多節高壓臂，Ｗ滿足不同電壓等級的試驗。

 串聯諧振技術分析

 阻抗頻率特性分析

 試驗系統簡化電路如圖２－２所示，其中１７為勵磁變壓器高壓繞組的輸出電壓，其頻率通過變頻電源的控制電路可實現從３０Ｈｚ到３００Ｈｚ連續可調。為串聯諧振回路的等值電阻，由于高壓電抗器的電感值很大，其繞線電阻占了回路等效電阻的主要部分，一般在百歐以上。

 諧振點的查找

 在串聯諧振交流耐壓試驗中，一個很重要的條件就是回路需要達到串聯諧振狀態，所以諧振點的查找就變得十分重要。在上一節己經詳細的討論了RLC回路發生串聯諧振的能量變化和頻率特性，可得出，當回路中電感及電容的參數確定后，就能根據諧振條件得出諧振頻率，中試控股并且當回路頻率十分接近諧振頻率時電容上能達到最大電壓值，此時電抗上電壓略小于最大電壓值，可以將此時回路的頻率近似作為諧振頻率，利用這一特性可以進行查找諧振點的設計。為了使串聯諧振交流耐壓試驗與工頻耐壓試驗等效性好，按照國際大電網會議工作組的推薦，要求試驗系統的工作頻率為30-300HZ。范圍雖然很廣，但是由圖2-5可知電容電壓是一個先升高下降低的過程，在電容電壓拐點處可以認為中試控股達到諧振狀態，此時電容電壓最大，本文設計了以下諧振點查找辦法：

 在進行串聯諧振交流耐壓試驗時，首先需要保證試驗回路的諧振頻率在30-300HZ范圍內。試驗時，中試控股將變頻電源輸出電壓調到一個較小的值（一般為試品要求耐壓值的5%-10%所對應的變頻電源的輸出電壓值），然后直接從30HZ開始對其頻率進行粗調，由前面的分析可知，電容電壓在開始時肯定是隨著頻率的增大而逐漸升高，只要電容電壓出現拐點，則可以認為此時的頻率己經達到了諧振頻率附近。然后可Ｗ拐點附近的小頻率范圍內進行細調，直到試品上電壓達到最大值，此時可Ｗ近似的認為試驗回路達到了諧振狀態。再對電壓進行升壓調節，在試品電壓要求耐壓值的０~９０％范圍內粗調，在試品電壓要求耐壓值的90%~100%范圍內細調，調節速度每秒不應超過10KV（—般為1.5KV/S），使試品上電壓達到耐壓要求。