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電力技術

電纜耐壓試驗儀器（電科院）

時間：2022-11-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜耐壓試驗儀器（電科院）

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

| 參考標準：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。

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ZSBP-405kVA/108kV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-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

適用范圍
1、滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.025uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤72kV。試驗時間：1分鐘
2、滿足35kV/300橫截電纜3000米的交流耐壓試驗，電容≤0.6Uf,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。試驗時間：1小時

系統技術規范及性能
4.1 系統技術參數
4.1.1 額定輸出電壓： 0～108kV
4.1.2 諧振電壓波型：正弦波，波形畸變率＜1.0%
4.1.3 最大被試品電流； 2.5A 7.5A
4.1.4 最大試驗容量： 405kVA
4.1.5 輸出頻率： 30～300Hz
4.1.6 工作時間：滿功率輸出下，連續工作時間60min
4.1.7 品質因素： 30～90
4.1.8 輸入工作電源：三相380V±5%，50Hz
4.1.9 環境溫度：－15℃～+40℃
4.1.10 相對濕度：＜90RH%，無凝露狀況
4.1.11 海拔高度：＜5000m
4.2 系統的性能特點
4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，完全自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。
4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。
4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。

裝置容量確定
設備裝置容量設計為405KVA/108kV，分6節電抗器，電抗器單節為27KV/2.5A/52H組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。
六、主要部件的技術規范及性能
1、變頻控制電源25KW 1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量: 25KW
c) 工作電源: 交流220V/380V、50Hz 。兩種電源都可使用
d) 輸出電壓: 0～500V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流: 50A
g) 輸出波形:正弦波, 波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍: 30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
k) 變頻電源采用高性能專用微機控制電壓、頻率調節
l) 變頻電源配備專用引線和插頭與其他設備進行連接。
m) 保護：具有過壓、過流、過熱、放電保護功能。
n) 具備手動試驗/自動試驗兩種模式。
具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率、勵磁電流、勵磁電壓、試驗時間等。
具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能及各種數據打印功能。
O) 重量： 25Kg
2、勵磁變壓器25KVA 1臺
a) 額定容量: 25KVA
b) 輸入電壓: 500V
c) 輸出電壓： 2KV ；4KV；
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續運行時間: 大于1小時
f) 電壓比測量誤差: 小于1%
g) 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。
h) 重量： 90Kg ;
3、高壓電抗器 67.5/27 6臺
a) 額定容量： 67.5KVA
b) 額定電壓： 27KV
c) 額定電流： 2.5A
e) 品質因素： Q≥30
f) 結構：干式；
g) 重量： 70Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、電容分壓器 110/0.001 UF 1臺
a) 額定電壓： 110KV
b) 工作頻率： 30～300Hz
c) 分壓比： 1000：1
d) 分壓比誤差： ≤1%,
e) 測量精度：交流有效值1.0級
f) 介質損耗： tgδ≤0.5% ;
g) 重量： 30Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質結構,溫度系數小,角位移小,在30-300HZ內分壓比不變。

基本配置
1、變頻電源 25KW 臺 1
2、勵磁變壓器 25KVA 臺 1
3、高壓電抗器 67.5/27(27KV/2.5A) 臺 6
4、電容分壓器 110/0.001UF(110KV) 臺 1
5、附件箱含測試線一套套 1

ZSBP-405kVA/108kV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-405kVA/108kV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-405kVA/108kV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。

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

電力系統中主要諧波源為電流源，其主要特征是外阻抗變化時電流不變，圖2示出電力系統的簡化電路圖，圖3為其諧波等效電路，圖中，In為諧波源的n次諧波電流，Isn為進入電網的諧波電流，Icn為進入電容器的諧波電流。

串聯諧振與并聯諧振對諧波的影響

在這種情況下，Isn和Icn分別為(并聯電路分流公式)

串聯諧振與并聯諧振對諧波的影響

由上述兩式看到，當Xsn=Xcn時，并聯電容器與系統阻抗發生并聯諧振，Isn，即當諧波源中含有次數為√Xc/Xs，√Xc/Xs的諧波時，將引起諧振，若諧波源中含有次數接近√Xn/Xs的諧波，雖不諧振，但也會導致該次諧波被放大。

二.串聯諧振對諧波的影響

傳統的濾波裝置LC濾波器就是利用串聯諧振設備的原理對諧波進行抑制的，LC濾波器也稱無源濾波器，由濾波電容器、電抗器串聯組合而成，與諧波源并》

除起濾波作用外，還兼顧無功補償的需要，以下以單調諧LC振蕩電路來加以說明。

單調諧濾波器單調諧濾波器是利用串聯L、C諧振原理構成的。諧振次數JIc電路結構及阻抗頻率特性曲線如圖4。

濾波器對n次諧波(Wn=NWs)的阻抗為

串聯諧振與并聯諧振對諧波的影響

式中，下標表示第n次單調諧濾波器

由上式可畫出濾波器阻抗隨頻率變化的關系曲線。

在諧振點處，Zfn=Rfn，因Rfn很小，n次諧波電流主要由Rfn分流，很少流入電網中，而對于其他次數諧波，Zfn>>Rfn，濾波器分流很少，因此，簡單地說，只要將濾波器的諧振次數設定為所需濾除的諧波次數一樣，則該次諧波將大部分流入濾波器，從而起到濾除該次諧波的目的。

總結：無功補償電容與電力系統中的電感構成了局部電感、電容回路，它們的組合可能會產生并聯諧振，會對某次諧波電流起到放大作用，加劇了諧波危害;當它們構成的局部諧波回路的頻率與系統中存在的某次諧波頻率相近時，就會造成危險的過電流和過電壓，這時可給并聯電容器串一定電抗的方法，改變并聯電容器與系統阻抗的諧振點，以避免并聯諧振。

同時對于含有諧波的電網，在諧波源處裝設LC無源調諧濾波裝置，吸收諧波電流，有效地減少諧波量。

當回路發生串聯諧振時,X1=Xc,Uc=U/RXc=U/RXL。其中XL為回路感抗,Xc為回路彎抗,U為勵磁電壓,Uc為試品承受電壓。中試控股設諧振回路的品質因數為Q,則Uc=QU,即被試品上獲得的電壓為勵磁電壓的Q倍,被試品上獲得的容量也為試驗電源容量的Q倍,就實現了用低電壓小容量試驗變壓器對大容量試品進行交流耐壓試驗的目的。橡塑絕緣電力電纜進行諧振,交流耐壓試驗的優點是什么？橡塑絕緣電力電纜進行諧振交流耐壓試驗的優點在于：

中試控股橡塑絕緣電力電纜進行諧振,交流耐壓試驗的優點是什么

(1)諧振交流耐壓試驗對橡塑絕緣電力電纜的絕緣狀況考核最為嚴格。

(2)所需電源容量大大減小。設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源是利用諧振抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的。在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q (Q品質因數)。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調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,使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/3~1/5。

(3)改善輸出電壓的波形。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，有效地防止諧波峰值對試品的誤擊穿。

(4)防止的大短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當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。而并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，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百倍。所以，串聯諧振能有效地找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

(5)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，很容易在再次達到內絡電壓前斷開電源，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。串聯諧振串聯諧振試驗裝置變頻串聯諧振試驗裝置

用途范圍：多種電力設備的交流耐壓試驗。串聯諧振串聯諧振試驗裝置變頻串聯諧振試驗裝置基本原理是采用可調節(30--300Hz)串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓，工作電源：單相380/220V±10%，50Hz。

中試控股變頻串聯諧振試驗裝置的原理

串聯諧振串聯諧振試驗裝置變頻串聯諧振試驗裝置功能和特點

1.調頻式調諧方法。采用固定電感電抗器，通過調節激勵電源的頻率使試驗回路達到諧振狀態，其特點是體積小、重量輕、品質因素高，使用方便，已逐步取代調感式。

2.串聯諧振串聯諧振試驗裝置變頻串聯諧振試驗裝置適用范圍廣。整套變頻串聯諧振高壓試驗裝置完全符合國家有關高壓試驗的規程和要求，適用于高電壓、大容量的電力設備，如發電機、大型變壓器、GIS、交聯聚乙烯電力電纜，高壓開關、互感器等的交流耐壓試驗。

3.調制波原理。串聯諧振是諧振式電流濾波電路，能改善電源電壓波形畸變，獲得很好的正弦電壓波形，有效防止諧波尖峰對被試品的傷害。

4.失諧時的過流情況。在串聯諧振狀態，當被試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即失諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的數十分之一(1/Q)。與并聯諧振或試驗變壓器方法做耐壓試驗相比，串聯諧振耐壓既能有效地找出絕緣弱點，又不存在大短路電流燒傷故障點的憂患。