270kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置

（一）指生產(chǎn)廠(chǎng)家代碼

270指設(shè)備能輸出的最大額定容量，單位為kVA

?/270指設(shè)備能輸出的電壓等級(jí)，單位為kV；

（二）270kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置技術(shù)指標(biāo)

1．額定電壓：

45kV---滿(mǎn)足10kV電纜的交流耐壓試驗(yàn)；

90kV---滿(mǎn)足35kV電纜的交流耐壓試驗(yàn)；

135kV---滿(mǎn)足110kV電纜的的交流耐壓試驗(yàn)；

270kV---滿(mǎn)足110kV變電站開(kāi)關(guān)的交流耐壓試驗(yàn)；

2．輸出電壓波形畸變率 lt;1.0％

3. ?允許連續(xù)工作時(shí)間：額定條件下一次性工作5分鐘；

4．裝置自身品質(zhì)因數(shù)：Q>50

5. ?GIS，開(kāi)關(guān)等試驗(yàn)滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)品質(zhì)因數(shù)：Q>50（與負(fù)載相關(guān)）

6．輸入電源：?jiǎn)蜗?80V

7．頻率調(diào)節(jié)范圍：30Hz～300Hz

8．系統(tǒng)測(cè)量精度：1.5％

? ? ? 9．裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)等保護(hù)功能

產(chǎn)品概述

1、目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)已有越來(lái)越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原來(lái)的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來(lái)國(guó)際、國(guó)內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對(duì)XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究機(jī)構(gòu)觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有承儲(chǔ)積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放直流殘余電荷，投運(yùn)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(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場(chǎng)強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過(guò)了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿，也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過(guò)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(duì)交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來(lái)越受到人們的重視。同時(shí)，各種大型變壓器的交流耐壓試驗(yàn)，火力及水力發(fā)電機(jī)的交流耐壓試驗(yàn)也定期進(jìn)行。這些設(shè)備的試驗(yàn)要求的試驗(yàn)設(shè)備容量大，，通常情況下采用諧振的方法進(jìn)行試驗(yàn)，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進(jìn)行。等效工頻條件一般采用45—65HZ的頻率范圍，但是很多試驗(yàn)單位要求30-300HZ試驗(yàn)電源對(duì)這類(lèi)設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。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(gè)弊端就是電壓很難做到很高，在行業(yè)里推廣使用一直沒(méi)有得到用戶(hù)的大面積認(rèn)可。串聯(lián)諧振裝置的應(yīng)用很快就得到市場(chǎng)的認(rèn)可，他是真實(shí)模擬運(yùn)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(yàn)，水力和火力發(fā)電機(jī)或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗(yàn)。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)（30-300HZ）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重、龐大、大電流的工作電源現(xiàn)場(chǎng)不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)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(yùn)輸。初期都采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50HZ），但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。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(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù)、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

2、串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)：

1.1、所需電源容量大大降低。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品的電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個(gè)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(yàn)所需要的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。

1.2、設(shè)備的重量和體積大大的減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和大功率試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需要試驗(yàn)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(yàn)裝置的1/5-1/30.

1.3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電容，能改善輸出電壓的波形畸變，有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。

1.4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流，擊穿電流相差數(shù)百倍。所以串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂(yōu)患。

1.5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，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(guò)程很長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開(kāi)電源，這種電壓的恢復(fù)過(guò)程是一種能量積累的間歇振蕩過(guò)程，其過(guò)程長(zhǎng)，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。

?

3、該裝置主要針110kV及以下電纜等所有電氣主設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)制造。電抗器采用多只分開(kāi)設(shè)計(jì)，既可滿(mǎn)足高電壓、小電流的設(shè)備試驗(yàn)條件要求，又能滿(mǎn)足象6kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗(yàn)要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門(mén)及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。

該裝置主要由變頻電源、激勵(lì)變壓器、電抗器、電容分壓器組成。

我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點(diǎn)：

1.1、裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過(guò)壓過(guò)流保護(hù)值可以根據(jù)用戶(hù)需要整定，試品閃絡(luò)時(shí)閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗(yàn)分析。

1.2、整個(gè)裝置單件重量很輕，最大不超過(guò)60kg，便于現(xiàn)場(chǎng)使用。

1.3、裝置具有多種工作模式，方便用戶(hù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。

工作模式為：全自動(dòng)模式、半自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、

1.4、能存儲(chǔ)，存入的數(shù)據(jù)編號(hào)是數(shù)字，方便的幫助用戶(hù)識(shí)別和查找。

1.5、裝置自動(dòng)掃頻時(shí)頻率起點(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定，同時(shí)液晶大屏幕顯示測(cè)頻和試驗(yàn)頻率一致，方便使用者直觀(guān)了解是否找到諧振點(diǎn)。

1.6、采用了ARM平臺(tái)技術(shù)，可以方便的根據(jù)用戶(hù)需要增減功能和升級(jí)，也使得人機(jī)交換界面更為人性化。

1.7、技術(shù)特點(diǎn)歸納：先進(jìn)的數(shù)字、功率技術(shù)；功率器件全部采用的德國(guó)英飛凌，日本富士的IGBT智能模塊，芯片全部采用英特爾的原裝器件等

4、全套系統(tǒng)的配置用法說(shuō)明：

1.1、變頻電源單獨(dú)可靠接地。

1.2、激勵(lì)變壓器一般有好幾個(gè)高壓端輸出：

用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵(lì)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(lì)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(diǎn)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(lì)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(kāi)關(guān)等的耐壓裝置，激勵(lì)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；

1.3、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3節(jié)以上疊在一起串聯(lián)起來(lái)和分壓器組成諧振回路產(chǎn)生高壓。被試品的連線(xiàn)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(shí)，電抗器底部不要放在鐵板上或者帶鐵的地方，因?yàn)殡娍蛊魇莻€(gè)開(kāi)口磁路，試驗(yàn)時(shí)和鐵板會(huì)產(chǎn)生渦流長(zhǎng)時(shí)間會(huì)燒壞電抗器。

第二章ZSBP-270kVA/270kV變頻