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中試控股技術研究院魯工為您講解： 串聯諧振試驗裝置（實力名企）

中試控股   /   大品牌的品質保證

ZSBP變頻串聯諧振耐壓試驗裝置適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規格。

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么：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。
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 | 參考標準：DL/T 474.4-2018

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

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）。

適用以下電纜的交流耐壓試驗：
電力電纜、控制電纜、補償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計算機電纜、信號電纜、同軸電纜、耐火電纜、船用電纜、礦用電纜、鋁合金電纜、電器裝備用電線電纜、RVVP表示：銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯護套軟電纜電壓300V/300V 2-24芯；
RG表示：物理發泡聚乙烯絕緣接入網電纜用于同軸光纖混合網中傳輸數據模擬信號；
UTP表示：局域網電纜；
KVVP為：聚氯乙烯護套編織屏蔽電纜，SYWV（Y）、SYKV 有線電視、寬帶網專用電纜；
RVV表示：聚氯乙烯絕緣軟電纜；
AVVR表示：聚氯乙烯護套安裝用軟電纜；
RV、RVP表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
BV、BVR表示：聚氯乙烯絕緣電纜；
KVV表示：聚氯乙烯絕緣控制電纜等。

ZSBP（f）-540kVA/270kV變頻串聯諧振試驗裝置
一、 被試品對象及試驗要求
1、110kVGIS、開關的交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓不超過265kV，試驗時間1min。
2、110kV/400mm2電纜0.7km的交流耐壓試驗，電容量≤0.115uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。
3、110kVA/80000kVA主變全絕緣的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45~65Hz，試驗電壓160kV，試驗時間1min。
4、10kV/300mm2電纜8km的交流耐壓試驗，電容量≤3.004uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓17.4kV，試驗時間60min。
5、35kV/300mm2電纜4km的交流耐壓試驗，電容量≤0.778uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
二、工作環境
1.環境溫度：－10℃~50℃;
2.相對濕度：≤90%RH;
3.海拔高度:  ≤3000米；
三、裝置主要技術參數及功能
1.額定容量：540kVA；
2.輸入電源：單/三相220/380V電壓，頻率為50Hz；
3.額定電壓：270kV；135kV；54kV； 
4.額定電流：2A；4A；10A；
5.工作頻率：30~300Hz；
6.裝置輸出波形：正弦波
7.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
8.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；
9.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；
10.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
11.保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；
12.測量精度：系統有效值1.5級；
四、設備遵循標準
GB10229-88            《電抗器》
GB1094　　　　　　　　《電力變壓器》
GB50150-2006　　　　　《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
DL/T 596-1996          《電力設備預防性試驗規程》 
GB1094.1-GB1094.6-96   《外殼防護等級》
GB2900　　　　　　　　《電工名詞術語》
GB/T16927.1~2-1997　　 《高電壓試驗技術》
110kV/400mm2長度0.7km電纜 使用電抗器五節串聯
兩組并聯 4kV
10kV/300mm2電纜8km 使用電抗器十節并聯
（其中四節接地） 4kV 
35kV/300mm2電纜4km 使用電抗器兩節串聯五組并聯（其中一組接地） 4kV 
110kV/80000kVA主變全絕緣 使用電抗器六節串聯 8kV
110kVGIS、開關 使用電抗器十節串聯 16kV
六、系統配置及其參數
1.激勵變壓器ZSB-15kVA                            2臺
a)額定容量：15kVA；
b)輸入電壓：0-400V，單相；
c)輸出電壓：4/8/16kV
d)結    構：干式；
e)重    量：約115kg；
2.變頻電源ZSBP-F-30kW/220/380V                                1臺
a)額定輸出容量：30kW
b)工作電源： 220/380±10%V（單/三相），工頻
c)輸出電壓：0 – 400V，單相，
d)額定輸入電流：75A
e)額定輸出電流：75A
f)電壓分辨率： 0.01kV
g)電壓測量精度：1.5%
h)頻率調節范圍：30 – 300Hz
i)頻率調節分辨率：≤0.1Hz
j)頻率穩定度：    0.1%
k)運 行 時 間：額定容量下連續60min 
l)額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K;
m)噪 聲 水 平：≤50dB
n)可實現以下功能
1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現場操作及觀察；
2）內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩定性和可靠性；
3）參數顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統
可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩定性；
4）參數設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數設置提示以及幫助等參數進行設置或選擇；
5）試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等；
6）保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能；
7） 數據存儲功能：試驗結果保存、打印、上傳、回查等
① 試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，當試驗發生中斷時，可提示中斷狀態。可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄；
② 數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數據輸出打印或利用設備所攜帶打印機打印；（打印機屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）
8）自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1.0%；
9）調頻范圍及頻率分辨率均可設定：調頻范圍可設為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調諧過程；頻率分辨率根據需要，可預設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調諧效率與調諧精準度之間取得優化平衡；
10）頻率調節分為粗調和細調，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移；
P）重  量：約32kg；
3.高壓電抗器ZSDK-54kVA/27kV                                   10節
a)額定容量：54kVA;
b)額定電壓：27kV；
c)額定電流：2A；
d)電 感 量：68H/單節； 
e)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；
f)結    構：干式；
g)重    量：約64kg；
4.電容分壓器FRC-270kV/500pF                                    1套
a)額定電壓：270kV； 
b)高壓電容量：500pF
c)介質損耗：tgσ≤0.5%；
d)分 壓 比：3000：1
e)測量精度：有效值1.5級;
f)重    量：約26kg；
5.補償電容器ZSBC-160kV/5000pF                                  1套
g)額定電壓：160kV； 
h)高壓電容量：5000pF；
i)重量：22kg

中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出變頻串聯諧振耐壓成套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。

中試控股串聯諧振原理剖析
電路諧振時阻抗值最小，當端口電壓一守時，電路電流將抵達最大值，如圖1(b)所示，且該值的巨細僅與電阻的阻值有關而與電感和電容無關。諧振時電感電壓與電容電壓數值相等、相位相反，為總電壓的Q倍[4]，即。RLC串聯電路的電流是電源頻率的函數，
在電阻、電感及電容所構成的串聯電路中，當容抗與感抗相等時，電路中的電壓與電流相位一樣，電路呈現純電阻性，此即為串聯諧振[3]。當電路發生串聯諧振時，電路的阻抗Z=R，此時回路總阻抗值最小，回路電流最大值。圖1(a)所示為電感和電容元件串聯構成的一端口網絡，其等效阻抗，當發生諧振時，其端口電壓與電流同相位，即，由此可推得諧振角頻率和諧振頻率分別為，。界說諧振時的感抗或容抗 為特性阻抗ρ，則特性阻抗ρ與電阻R的比值即為品質因數Q。串聯諧振設備
為了研討電路參數對諧振特性的影響，一般選用通用諧振曲線，圖2(b)所示為串聯諧振電路的通用諧振曲線。通用諧振曲線的形狀只與Q值有關，且曲線形狀越尖利，電路的選頻功用越好。幅值大于峰值的0.707倍所對應的頻率方案為通帶寬，理論推導可得，由該式可知通帶寬與品質因數成反比。
即，在電路的電感L、電容C和電源電壓US不變的狀況下，不一樣的R值得到不一樣的Q值，圖2(a)所示為不一樣Q值時的電流幅頻特性曲線。
3.變頻串聯諧振的工程運用剖析
變頻串聯諧振實驗進程中，勵磁變的容量應大于有功功率P，并在勵磁變最低輸出電壓滿足實驗需要的前提下盡量降低勵磁變的變比，然后相應減小勵磁變原邊的輸入電流。實驗電源容量S=P+P1，其間P1為變頻電源本身的損耗，由電源端輸入電壓為380V可得電源電流I1=。實驗中電抗器的額定電壓和電流也應大于實驗電壓和高壓電流，當電抗器選用串并聯以滿足實驗需要時，有必要計算每個電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。
在現場實驗中，一般選用16mm2以上的裸銅線接地，裸銅線其寄生電感在μH數量級，約0.1-1μH/m，直
流電阻約0.1mΩ，假定接地線有曲折環繞景象，電感量可增加到10-1000μH/m。試品絕緣一般在交流電壓的正峰值或負峰值被擊穿，試品被擊穿剎那間試品上的電壓最高，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時間一般在0.1-10μs之間，詳細狀況與擊穿點的實習狀況有關。從放電能量上看，即使放電時，試品的最小電容量只需0.002μF，實習實驗時試品電容量遠大于該值。如以放電時頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計算，地線的寄生感抗XL==0.628Ω，地線或許發生的過電壓Ud=If XL=1000×0.628=628V。假定地線聯接不標準，寄生電感就會增大很多，發生的過電壓或許更大，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓實驗體系有必要一點可靠接地，分壓器的接地址與大地的聯接線應盡量短，接地線應粗、直、短，然后保證實驗安全。

6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓實驗

直流變換器是開關電源中的一個重要組成部分，被廣泛的應用于軍事科研、航天衛星、工業生產、家用電器等領域中。隨著工業生產和科學技術的發展，在直流不停電電源系統、太陽能光伏獨立發電系統、電動汽車電源、航空能源等領域中，對DC/DC變換器的性能要求不斷增加，為了減輕系統的體積和重量，節省成本，提高變換器的工作效率，雙向DC/DC變換器在這些領域中獲得了越來越廣泛的應用，引起了國內外專家的廣泛關注。由于環境保護和節約能源的要求，人們對雙向DC/DC變換器的需求也不斷增多，于是不斷提出了新的拓撲結構和新的控制方法，雙向DC/DC變換器作為電力電子技術中電能變換的一個新分支得到了迅速的發展。
    我們所熟悉的DC/DC變換器多數是單向工作的，這是由于在通常的單向DC/DC變換器(UnidirectionalDC/DCConverter，UDC)中，主功率傳輸通路上一般都有二極管這個環節，故能量經變換器流動的方向只能是單方向的，即在圖中能量只能從V1流動到V2，而不能反向流動。然而對于有些需要能量雙向流動的場合(V1和V2可以是直流有源負載或直流電壓源，它們的電壓極性保持不變，能量在不同時刻可以從V1傳輸到V2，也可以從V2傳輸到V1)，如果仍使用單向DC/DC變換器，則需要將兩個單向DC/DC變換器反向并聯，一臺單向DC/DC變換器被用來控制能量從V1到V2的流動，另一臺反并聯的單向DC/DC變換器被用來控制能量從V2到V1的反向流動。這樣一來，由于使用了兩臺DC/DC變換器，總體電路變得復雜化，變換裝置的體積較大，利用率和性價比較低，而且由正向工作到反向工作的切換時間比較長。通過研究分析，可以通過合理的拓撲結構和控制方法使用一2個變換器來完成這兩個獨立的單向變換器的功能，即采用雙向DC/DC變換器。
    雙向DC/DC變換器是指在保持變換器兩端的直流電壓極性不變的情況下，根據需要通過控制電路調節能量傳輸的大小和方向的DC/DC變換器。如圖1-2所示，雙向DC/DC變換器置于直流電源V1和V2之間，控制兩者之間的能量傳輸，其對應的平均輸入電流分別為I1和I2。根據實際應用的需要，可以通過雙向DC/DC變換器的的控制器控制功率流向：使能量從V1傳輸到V2，稱為正向工作模式(Forward-mode)，使能量從V2傳輸到V1，稱為反向工作模式(Backward-mode)。
    從電路拓撲上講，單向DC/DC變換器可簡化為含有單向DC/DC基本變換單元的基本原理結構，該基本變換單元由一個有源開關器件和一個二極管構成。而常規的雙向DC/DC變換器，可簡化為含有雙向DC/DC基本變換單元的基本原理結構，該基本變換單元由兩個各自并有反并聯二極管的有源開關器件構成，這些反并二極管也可以是有源開關器件內的寄生二極管。基本的Boost/Buck雙向DC/DC變換器，該變換器有兩種基本的工作方式：S1采用PWM工作方式，S2采用與S1互補的方式工作，變換器實際上為一個Boost變換器，能量從V1傳輸到V2；S2采用PWM工作方式，S1采用與S2互補的方式工作，此時變換器實際上為一個Buck變換器，能量從V2傳輸到V1。
    與傳統的采用兩套單向DC/DC變換器反向并聯來達到能量的雙向傳輸的方案相比，雙向DC/DC變換器應用同一個變換器來實現能量的雙向流動，使用的總體開關器件數目少，而且可以大大地減小裝置體積，節約成本，提高裝置的利用率和系統的動態響應速度。而且，在低壓大電流場合，一般雙向DC/DC變換器更有可能在主電路結構不變的情況下使用同步整流器工作方式，有利于降低開關管的通態損耗(Conductionloss)。