變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置 XZB-810kVA/270kV技術(shù)方案

一、滿足試品范圍

1、110kV/630mm²電纜1km交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.201uF，試驗(yàn)頻率30~300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

2、35kV/400mm2電纜6km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.644uF，試驗(yàn)頻率30~300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

3、35kV開關(guān)柜的交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30~300Hz，試驗(yàn)電壓不超過95kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。

4、110kV及以下電壓等級(jí)GIS,開關(guān),互感器等變電站電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓U≤265kV，試驗(yàn)時(shí)間≤1min。

二、主要功能及特征

    XZB系列變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)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(shí)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(píng)和應(yīng)用，是當(dāng)前高電壓試驗(yàn)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(diǎn)：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過壓過流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定，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。

2、整個(gè)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(dòng)模式、手動(dòng)模式、自動(dòng)調(diào)諧手動(dòng)升壓模式；方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。

4、能存儲(chǔ)和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號(hào)是數(shù)字，方便用戶識(shí)別和查找。

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，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時(shí)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(diǎn)。

6、采用DSP平臺(tái)技術(shù)，可根據(jù)用戶需要增減功能和升級(jí)，人機(jī)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(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)所需的電源功率只有試驗(yàn)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(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(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1/10~1/30。

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(duì)試品的誤擊穿。

10、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，而用并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器做耐壓試驗(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(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。

11、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。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)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)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(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。

三、主要技術(shù)參數(shù)

額定容量：810kVA

額定電壓：135kV;270kV;405 kV

額定電流：6A;3A;2A

測量精度：系統(tǒng)有效值1.5級(jí)

工作頻率：30~300Hz

裝置輸出波形：正弦波

品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)

波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%

輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz

工作時(shí)間：額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘

溫    升：額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K

保護(hù)功能：過壓、過流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能

環(huán)境溫度：-20℃~55℃

相對(duì)濕度：≤90%RH

海拔高度:≤3000米

四、裝置容量驗(yàn)證

裝置容量定為810kVA，分十節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為81kVA/27kV/3A/43H，

驗(yàn)證：1、110kV/630mm²電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.201uF，試驗(yàn)頻率30~300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

使用電抗器五節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.05）兩組并聯(lián)，則L=43×5×1.05/2=112.86H

試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√112.86×0.201×10^-6)=33.42Hz

試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×33.42×0.201×10^-6×128×10³=5.4A

2、35kV/400mm²電纜6km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤1.2876uF，試驗(yàn)頻30~300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.05）五組并聯(lián)，則L=43×2×1.05/5=18.06H

試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√18.06×1.2876×10^-6)=33Hz

試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×33×1.2876×10^-6×52×10³=13.88A

結(jié)論：裝置容量定為810kVA/270kV，分十節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為81kVA/27kV/3A/43H，使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗(yàn)要求。

五、試驗(yàn)時(shí)設(shè)備組合方式

六、系統(tǒng)配置參數(shù)

(一) 變頻電源XZB- 37kW   1臺(tái)

1) 額定輸出容量：37kW

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：92.5A

5) 額定輸出電流：92.5A

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(yùn) 行 時(shí) 間：額定容量下連續(xù)60min 

12) 溫升：額定容量下連續(xù)運(yùn)行60min元器件最-高溫度≤65K

13) 噪聲水平：≤50dB

14) 重量：約45kg

(二) 激勵(lì)變壓器HYJL-37kVA/3/6kV/15kV/0.4kV 1臺(tái)

1) 額定容量：37kVA

2) 輸入電壓：0~400V

3) 輸出電壓：3/6/15kV

4) 結(jié)    構(gòu)：干式

5) 重    量：約280kg

(三) 高壓電抗器HYDK-81kVA/27kV    10節(jié)

1) 額定容量：81kVA;

2) 額定電壓：27kV

3) 額定電流：3A

4) 電 感 量：43H/單節(jié)

5) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結(jié)    構(gòu)：干式

7) 重    量：約80kg

(四) 電容分壓器FRC-500pF/270kV（兩節(jié)）  1套

1) 額定電壓：270kV

2) 高壓電容量：500pF

3) 介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%

4) 分 壓 比：3000：1

5) 測量精度：有效值1.5級(jí)

6) 重    量：約26kg

七、供貨清單

（一）設(shè)備配置一覽表

（二）相關(guān)資料一覽表

八、參考試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)