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電力技術

互感器耐壓試驗裝置（電科院）

時間：2022-11-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：互感器耐壓試驗裝置（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

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。

在電力設備運行過程中，在溫度、電場和機械振動的作用下，絕緣材料在長時間的溫度、電場和機械振動作用下逐漸退化，包括整體劣化和局部劣化，產生缺陷。例如，中試控股由于局部電場集中或局部絕緣薄弱，存在局部缺陷。多種預防性試驗方法，都能發現一些缺陷，反映絕緣材料狀況，但其試驗方法的試驗電壓，往往低于電力設備的工作電壓，不足以保證安全運行。直流耐壓試驗雖然具有較高的試驗電壓，但也存在一些絕緣缺陷，但由于電力設備的絕緣主要由電介質組成，在直流電壓的作用下，其電壓是按電阻分布的，因此交流電源的薄弱環節是交流電場下的設備不一定要用直流電進行測試。例如，在直流條件下，發電機的槽形缺陷不易發現。交流耐壓試驗符合電力設備在運行中的電氣條件，交流耐壓試驗的電壓一般高于操作電壓。因此，經過測試，該設備具有較大的安全性，因此這種測試已成為保證安全運行的重要手段。中試控股

然而，由于串聯諧振試驗中的試驗電壓遠高于運行中的試驗電壓，過大的電壓會增加介質損耗、發熱和放電，中試控股加速絕緣缺陷的發展。因此，在某種意義上，串聯共振試驗是一種破壞性試驗。

在串聯諧振試驗之前，必須事先進行各種無損檢測，中試控股如絕緣電阻、吸收比、介損因數、直流漏電流等，并對試驗結果進行綜合分析，以確定設備是濕的還是有缺陷的。如果發現存在問題，必須提前處理。為了避免絕緣擊穿的發生，擴大絕緣缺陷，延長維護時間，增加測試過程中的維護工作量，必須消除缺陷后才能進行串聯諧振試驗。1.RLC諧振

由RLC組成的電路在周期性交變電源的激勵下，將產生受追形式的的交流振蕩，其振蕩幅度隨交變電源頻率的改變而變化，當電源頻率滿足一定條件時，回路的振蕩幅度達到最大值，即回路發生諧振。