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高壓技術
電纜變頻諧振裝置(電科院)
時間:2023-05-05

中試控股技術研究院魯工為您講解:電纜變頻諧振裝置(電科院)

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。
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

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串聯諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現起來比較簡單,可以在下面兩種情況下使用。 
1 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。 
脈沖頻率調制方法的主要缺點是工作頻率在功率調節過程中不斷變化,導致集膚深度也隨之而改變,在某些應用場合如表面淬火等,集膚深度的變化對熱處理效果會產生較大的影響,這在要求嚴格的應用場合中是不允許的。 
變頻串聯諧振試驗裝置是用于鑒定電氣設備絕緣強度,它對于判斷電氣設備能否投入運行具有決定性的意義,也是用來保證設備絕緣水平,避免發生絕緣事故的重要手段。因為變頻串聯諧振試驗裝置能充分反映電氣設備在交流電壓下運行的實際情況,能真實有效的發現絕緣缺陷。 

參數
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。
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

不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時,因失去諧振條件,高電壓也立即消失,電弧即刻熄滅,且恢復電壓的再建立過程很長,很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源,這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程,其過程長,而且,不會出現任何恢復過電壓。
該裝置主要針110kV及以下電纜等所有電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。電抗器采用多只分開設計,既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求,又能滿足象6kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求,具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點:
裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧(閃絡)等保護功能,過壓過流保護值可以根據用戶需要整定,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。
整個裝置單件重量很輕,最大不超過60kg,便于現場使用。
裝置具有多種工作模式,方便用戶根據現場情況靈活選擇,提高試驗速度。
工作模式為:全自動模式、半自動模式、手動模式、
能存儲,存入的數據編號是數字,方便的幫助用戶識別和查找。
裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定,同時液晶大屏幕顯示測頻和試驗頻率一致,方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
采用了ARM平臺技術,可以方便的根據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。
技術特點歸納:先進的數字、功率技術;功率器件全部采用的德國英飛凌,日本富士的IGBT智能模塊,芯片采用英特爾的原裝器件等

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。
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


電網產生諧振的原因

因目前我國35kV系統為不接地系統,電網中存在大量星形接線的電壓互感器,其一次繞組直接接地,成為電網對地電容電流、高次諧波電流的充放電途徑,當線路接地時,電壓互感器的鐵心線圈相當于與非故障線路對接電容并聯,構成了可能產生諧振的并聯電路,由于相對地電壓升高3-5倍,有可能使得電壓互感器的鐵心出現飽和或接近飽和,阻抗變小,電路中出現容抗和阻抗相等的情況,從而產生了并聯諧振,此時互感器一側的電流最大,這樣有可能使電壓互感器的高壓側熔斷件熔斷,或者燒壞電壓互感器,以及電纜。此種情況往往在變電站投產初期(線路出線回路少)不是很明顯,但隨著線路出線回路的增多(各回線路對地的等值電容量增大,容抗增大)出現諧振的情況較多。另外由于35kV系統為室內開關柜,35kVPT接地點多,一般為4個接地點,這也為發生諧振過電壓提供了條件。

自動調諧接地補償裝置能夠實現全補償運行或很小的脫諧度,主要是由于在消弧線圈的一次回路中串入了大功率的阻尼電阻,降低中性點諧振過電壓的幅值使之達到相電壓的5%——10%。因為如果當系統的電 容電流與消弧線圈工作電流相等時,即在諧振時中性點電壓限制在允許值以下,這樣就可實現全補償方式,這是殘流為最小的最佳工作方式。接地時殘流很小,不會引起弧光過電壓。所以,可在消弧線圈的一次 回路中串入大功率的阻尼電阻,增大阻尼率的措施來達到。消弧線圈的脫諧率與電壓及電網的阻尼率有關,當電網形成后其不對稱電壓基本是個固定值,消弧線圈為保證在單相接地時有效地抑制弧光過電壓的產 生,要求脫諧率達到±5%以內,那么只有改變阻尼率,才能改變位移電壓,因此應當在消弧線圈回路串入電阻,保證阻尼率,控制中性點位移電壓。在低壓電網中由于中性點不對稱電壓很小,為提高測量精度采用特制的中性點專用互感器,提高檢測靈敏度;非線性電阻的采用對欠補償下的斷線過電壓和傳遞過電壓都有明顯的抑制作用。

消弧線圈接入系統必須要有電源中性點,在其中性點上接入消弧線圈,當發生單相接地時,流過變壓器的三相同方向的零序磁通,經過油箱壁絕緣油及空氣等介質形成閉合的回路,在油箱鐵心等處產生附加 的損耗,這種損耗是不均勻的,必然要形成局部過熱,影響變壓器的正常運行和使用壽命。所以接入此類接地變壓器的消弧線圈的容量不應超過變壓器容量的 20%;為滿足消弧線圈接地補償的需要,同時也滿足動力與照明混合負載的需要,可采用Z型接線的變壓器即ZNyn11連接的變壓器。由于變壓器高壓側采用Z型接線,每相繞組由兩段組成,并分別位于不同相的鐵心柱上,兩段線圈反極性相連,零序阻抗非常小。空載損耗低;變壓器容量可以100%被利用;并能夠調節電網的不對稱電壓。

如果在系統的中性點上接入消弧線圈,破壞它的諧振條件,就能夠比較有效地抑制諧振過電壓的產生。其原理也很簡單,TV的勵磁感抗比較大(千歐至兆歐級),而消弧線圈的感抗比較小(百歐級),這樣就很難滿足諧振條件,諧振就不會發生。另一方面,若無消弧線圈,單相接地發生間歇性電弧時,電容上多次充放電造成TV燒毀、熔絲熔斷;加上消弧線圈后,電容對小感抗放電,TV中電流就很小,不會燒毀了。所以在中性點接入消弧線圈,對于由電壓互感器鐵心飽和引起的鐵磁諧振過電壓具有很好的抑制作用。本公司生產的串聯諧振設備在行業內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯諧振“高壓設備供應商而努力。  串聯諧振耐壓裝置主要由變頻控制電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。其中變頻控制電源采用進口專用的SPWM數字式波形發生芯片,頻率分辨率為16位,在20300Hz時頻率細度可達0.1Hz,同時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,確保儀器穩定和安全。

 

 

 

 

 

 

 

 

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