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變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置 技術(shù)方案XZB-108kVA/27kV×4
一、 滿足試品范圍
1、10kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容≤0.751uF, 試驗頻率30-300Hz,試驗電壓22kV, 試驗時間5min。
2、10kV開關(guān)等電氣設(shè)備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，試驗時間1min。
3、35kV/300mm2電纜0.8km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1556uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
4、35kV/13500kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓68kV,試驗時間1min。
5、35kV開關(guān)等電氣設(shè)備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過95kV，試驗時間1min。
二、 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置主要組成
序號 | 設(shè)備名稱 | 規(guī)格型號 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 變頻電源 | XZB-6kW | 臺 | 1 |
2 | 激勵變壓器 | JLB-6kVA/1.5/3/6kV/0.4kV | 臺 | 1 |
3 | 高壓電抗器 | DK-27kVA/27kV | 臺 | 4 |
4 | 電容分壓器 | FRC-1000pF/110kV | 套 | 1 |
三、 主要功能及特征
XZB系列變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置，采用調(diào)節(jié)電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設(shè)備重量輕體積小，在國內(nèi)外得到了廣泛好評和應(yīng)用，是當(dāng)前高電壓試驗的新方法和潮流。
我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡(luò)時閃絡(luò)保護動作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗分析。
2、整個裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場使用。
3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式；方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。
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DSP平臺技術(shù)，可根據(jù)用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。
7、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
8、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振裝置中，省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。
9、有效改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
10、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，而用并聯(lián)諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。
11、不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)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(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡(luò)電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)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(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。
四、 主要技術(shù)參數(shù)
1. 額定容量：108kVA
2. 額定電壓：27kV; 54kV；108kV
3. 額定電流：4A; 2A；1A
4. 測量精度：系統(tǒng)有效值1.5級
5. 工作頻率：30-300Hz
6. 裝置輸出波形：正弦波
7. 品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8. 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9. 輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10. 工作時間：額定負載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘
11. 溫 升：額定負載下連續(xù)運行60min后溫升≤65K
12. 保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護功能
13. 環(huán)境溫度：－20℃-55℃
14. 相對濕度：≤90%RH
15. 海拔高度:≤3000米
五、 裝置容量驗證
裝置容量定為108kVA，分四節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為27kVA/27kV/1A/110H，
驗證：1、10kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容≤0.751uF, 試驗頻率30-300Hz,試驗電壓22kV, 試驗時間5min。
使用四節(jié)電抗器并聯(lián)，L=110/4=27.5H
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√27.5×0.751×10-6)=35.02Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×35.02×0.751×10-6×22×103=3.64A
3、35kV/300mm2電纜0.8km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1556uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
使用兩節(jié)電抗器串聯(lián)（互感系數(shù)1.15）兩組并聯(lián)，L=110×2×1.15/2=126.5H
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√126.5×0.1556×10-6)=35.87Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×35.87×0.1556×10-6×52×103=1.82A
4、35kV/13500kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓68kV,試驗時間1min。
使用四節(jié)電抗器串聯(lián)（互感系數(shù)1.25），L=110×4×1.25=550H
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√550×0.02×10-6)=47.99Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×47.99×0.02×10-6×68×103=0.41A
滿足實驗要求。
六、 試驗時設(shè)備組合方式
組合方式 被試品對象 | 電抗器選擇 （27kVA/27kV四節(jié)） | 激勵變壓器 輸出端選擇 | 試驗電壓(kV) |
10kV/300mm2電纜2km | 使用四節(jié)電抗器并聯(lián) | 1.5kV | ≤22kV |
10kV開關(guān)等電氣設(shè)備 | 使用三節(jié)電抗器串聯(lián) | 3kV | ≤42kV |
35kV/300mm2電纜0.8km | 使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)兩組并聯(lián) | 3kV | ≤52kV |
35kV/13500kVA主變 | 使用四節(jié)電抗器串聯(lián) | 6kV | ≤68kV |
35kV開關(guān)等電氣設(shè)備 | 使用四節(jié)電抗器串聯(lián) | 6kV | ≤95kV |
七、 系統(tǒng)配置參數(shù)
(一) 變頻電源XZB- 6kW
1臺
1) 額定輸出容量：6kW
2) 工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻
3) 輸出電壓：0–400V
4) 額定輸入電流：15A
5) 額定輸出電流：15A
6) 電壓分辨率：0.01kV
7) 電壓測量精度：1.5%
8) 頻率調(diào)節(jié)范圍：30–300Hz
9) 頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz
10) 頻率穩(wěn)定度：0.1%
11) 運 行 時 間：額定容量下連續(xù)60min
12) 溫 升：額定容量下連續(xù)運行60min元器件最高溫度≤65K
13) 噪 聲 水 平：≤50dB
14) 尺寸（長寬高mm）：400×280×400
15) 重 量：約10kg
(二) 激勵變壓器JLB-6kVA/1.5/3/6kV/0.4kV
1臺
1) 額定容量：6kVA
2) 輸入電壓：0-400V
3) 輸出電壓：1.5/3/6kV
4) 結(jié) 構(gòu)：干式
5) 尺寸（長寬高mm）：450×330×430
6) 重 量：約45kg
(三) 高壓電抗器DK-27kVA/27kV
4節(jié)
1) 額定容量：27kVA;
2) 額定電壓：27kV
3) 額定電流：1A
4) 電 感 量：110H/單節(jié)
5) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 結(jié) 構(gòu)：干式
7) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：∅282×435
8) 重 量：約48kg
(四) 電容分壓器FRC-1000pF/100kV
1套
1) 額定電壓：100kV
2) 高壓電容量：1000pF
3) 介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%
4) 分 壓 比：1500：1
5) 測量精度：有效值1.5級
6) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：∅140×1000
7) 重 量：約8kg
八、 供貨清單
序號 | 設(shè) 備 名 稱 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 變頻電源 | XZB-6kW | 臺 | 1 |
2 | 激勵變壓器 | JLB-6kVA/1.5/3/6kV/0.4kV | 臺 | 1 |
3 | 高壓電抗器 | DK-27kVA/27kV | 臺 | 4 |
4 | 電容分壓器 | FRC-1000pF/100kV | 套 | 1 |
5 | 串聯(lián)諧振測試線 | 套 | 1 | |
6 | 出廠檢驗報告 | 份 | 1 | |
7 | 使用說明書 | 份 | 1 | |
8 | 產(chǎn)品合格證 | 份 | 1 | |
9 | 裝箱清單 | 份 | 1 |
九、 參考實驗標準
DL/T 596-1996 | 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》 |
GB50150-2006 | 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》 |
GB10229-88 | 《電抗器》 |
GB1094 | 《電力變壓器》 |
GB1094.1-GB1094.6-96 | 《外殼防護等級》 |
GB2900 | 《電工名詞術(shù)語》 |
GB/T16927.1~2-1997 | 《高電壓試驗技術(shù)》 |
DL/T474.4-2006 《現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則－交流耐壓試驗》
DL/T1015 《現(xiàn)場直流和交流耐壓試驗電壓測量系統(tǒng)的使用導(dǎo)則》
GB/T311.1-1997 《高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合》
GB191-2000 《包裝儲運圖示標志》
JB/T9641-1999 《試驗變壓器》
IEC358(1990) 《耦合電容器和電容分壓器》
GB4793-1984 《電子測量儀器安全要求》
GB/T3859.2-1993 《半導(dǎo)體變流器應(yīng)用導(dǎo)則》
GB/T2423.8-1995 《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程》
DL/T849.6-2004 《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》
