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電力技術

發電機并聯諧振試驗裝置

時間：2022-11-21

中試控股技術研究院魯工為您講解：發電機并聯諧振試驗裝置

ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置 | 參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、隔離開關、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。

中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商

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。適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規格。

如何選擇合適的變頻串聯諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規格，請提供以下技術參數
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質（中性點耐壓或全絕緣耐壓）單相對地電容量；
2、電力電纜：電壓等級，大長度，截面積；
3、發電機、電動機：電壓等級（出口電壓或稱工作電壓），試驗電壓（耐壓值）單相對地電容量范圍（如0.2-0.55uF等）；
4、開關、絕緣子、PT、CT、絕緣工器具、母線：電壓等級（或稱工作電壓）；試驗電壓（耐壓值）；
5、CVT效驗：電壓等級或稱工作電壓，試驗電壓（耐壓值）電容量范圍（如0.005-0.02uF）。

ZSBP-270KVA/270KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
一、介紹
1、執行標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018《電力設備專用測試儀高壓諧振試驗裝置》
2、作用：對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗
3、可以完成交流被測試品：電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、隔離開關、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統等各種被試品的預防交流試驗和交接交流耐壓試驗
4、電源：采用220V及380V兩種
5、操作模式：全自動、半自動、手動
6、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
二、參數
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。
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
三、功能
1、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。
2、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。
3、工作模式為：全自動模式、半自動模式、手動模式、
4、存儲，存入的數據編號是數字，方便的幫助用戶識別和查找。
5、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。
6、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。
7、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，芯片全部采用英特爾的原裝器件等
8、波形為脈寬電壓調節的方波。
9、內部由ARM控制，操作功能得到優化,操作簡單。
10、自動掃頻，尋找諧振點.頻率范圍30-300Hz,可設置掃頻范圍，掃頻耗時40秒鐘(全頻掃)，頻率分辨率0.01Hz。
11、自動試驗，用戶可設置試驗程序，試驗程序分為5段，系統自動按設置的程序完成試驗過程。
12、耐壓時自動跟蹤電壓，電壓正常波動時自動調整電壓到目標電壓，異常波動時提示用戶電壓異常波動，由用戶根據試驗情況進行操作。
13、實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。
14、強大的保護功能：過流保護，過壓保護和閃絡保護，過熱保護，高壓異常保護，軟/硬件同時保護，確保安全。
15、試驗數據保存，可即時打印試驗數據，也可將數據保存以備下次打印。
16、數據查詢功能,根據試驗日期查詢以往的試驗數據。

ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：就是做耐壓試驗的設備，它是為了滿足大容量的被試品要求而研發的設備。它是一套組合設備，為了耐壓試驗能順利準確地進行，針對不同被試品，串聯諧振裝置的組件是不同的。所以請務必準確選型，技術部為您量身制定選型方案。

中試控股ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置產品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業以及電力工作者信賴的好伙伴。

中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出ZSBP-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置優質產品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。

諧波分量

由于并聯諧振整流控制角 α 的變化，整流輸出電壓脈動較大。當 α ∧ 60°后電壓波形不再連續，整流可控硅換流過程中殘缺角會吸收電網正弦波，造成電網波形缺角，產生大量的 n=6k±1 次諧波分量［ 13-15 ］，其中 5 次、7 次、11 次諧波電流含量分別占基波電流的 20%、11%、6%，這對于小功率的用戶而言影響不大，但對于大功率的用戶來說危害就很大，對于中頻用戶，若用常規的無功補償就無法進行，有的用戶用常規的電容器作無功補償，但無法投入電容器，即便能投入，已對 5 次諧波電流放大了 1.8～3.8 倍以上，中試控股使電機、變壓器等用電設備的銅損、鐵損明顯增加，縮短了設備的使用壽命，用電成本大幅上升。如果采用 LC 有源濾波器進行濾波，濾波器的成本會接近甚至大于中頻電源的成本。

串聯諧振的整流器采用不可控整流方式，啟動工作后始終以最大電壓輸出，整流器后端又加上大容量濾波電容，輸出的直流電壓是一條直線，因此其產生的諧波分量很小，幾乎可以忽略不計。所以既不需要無功補償，也不需要高昂的濾波設備。

諧振電流

并聯諧振時感應器上的諧振電流是中頻輸出電流的 Q 倍（Q 為負載的品質因數），串聯諧振時電容電壓是中頻輸出電壓的 Q 倍；因此并聯諧振的諧振電流遠遠大于串聯諧振，大電流造成線路熱損耗也是不可忽略的。

制造成本

并聯諧振結構相對簡單，制造成本較低，而串聯諧振采用的電器件數量較多，結構相對復雜，制造成本高于并聯諧振。

在鋼管加熱中的節能作用

在鋼管加熱時，對加熱溫度和速度有著嚴格的工藝要求，而且工廠需要加熱的鋼管品種規格不是單一的，往往是一臺加熱設備需要加熱多個品種、多種尺寸的鋼管；因此，在鋼管加熱時很難保障中頻電源工作在最佳阻抗匹配狀態和最大功率狀態。如果采用并聯諧振中頻電源，也就意味著電源的整流器輸出電壓很難處于最高輸出電壓，即 α=0°，中試控股此時中頻電源的功率因數較低，無功損耗較大，造成電能的無謂消耗。

解決這一問題的最好辦法就是采用串聯諧振中頻電源對鋼管進行加熱，這樣無論需要電源輸出多大功率，電源的功率因數始終為 λ≈0.955。根據大量的試驗對比表明：串聯諧振比并聯諧振中頻電源節電達 10%～20%。現以 10%節電率粗略計算節電效果。如某企業采用 1 000 kW 的串聯諧振中頻電源加熱鋼管，每班工作時間為 8 h/天，每月工作 24天，每度電的平均JG 0.7 元人民幣。則，每班一年節約電量：1 000×10%×8×24×12=230 400（kW?h）每班一年節約電費：230 400×0.7=161 280（元）如果每天 3 班運行，則年可節約 48.384 萬元，為企業節省較大的生產成本。

目前鋼管加熱用的中頻電源，一般采用最小功率為 500 kW，中試控股而在鋼管防腐領域中用量最多的是1 000 kW 中頻電源。隨著我國西氣東輸四線、五線的陸續開工，直徑 1 422 mm 甚至更大規格鋼管的使用，中頻電源的單機功率將在 1 500 kW 以上。如果采用串聯諧振中頻電源作為鋼管加熱設備，不僅可給企業帶來巨大經濟效益，而且可為我國節能減排做出貢獻。變頻串聯諧振適合各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發電機及其它容性設備的交流耐壓試驗都必須嚴格按試驗規程定期進行。在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求，傳統的工回頻耐壓裝置往往單件體積大，重量重，不便于現場搬運，而且不便于任意組合，靈活性較差。

1、穩定性、可靠性高。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統采用進口功率元件作為功率變換的核心，中試控股電壓輸出和頻率輸出穩定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，經過多次高壓直接對地短路的測試，系統仍然保持完好，同時系統也有很強的過載能力。

2、自動調諧功能強大。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統自動調諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統調諧過程；掃頻完成后，系統根據掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，最后精確鎖定諧振頻率。

3、支持多種試驗模式。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統支持"自動調諧＋手動調壓"，"自動調諧＋自動調壓"，"手動調諧＋手動調壓"等試驗模式，推薦使用"自動調諧＋手動調壓"模式，既能快速找到諧振點，又能通過手動調壓控制試驗過程，安全性更高。

4、ZS串聯諧振試驗裝置系統人機交互界面友好。試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數據保存和查詢功能。

5、保護功能完善。ZSXZB串聯諧振試驗裝置系統具備零位保護(電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統啟動)，中試控股過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。