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7公里變頻串聯諧振實驗裝置

1 電力電容器極間交流耐壓的必要性

①直流面耐壓試驗不能反映設備實際工況下的電場分布，難以正確發現電容器的內部缺陷。

直流電壓下電力電容器元件上的電壓按電阻分布；而在交流電壓下則是按介電常數分布的，它反映運行的實際情況。全膜或紙膜電容器的固體介質電阻率可高達1～100 EΩm，當某電容元件的絕緣薄膜絕緣不良時，其電阻率可大幅度下降至原電阻率的幾分之一。直流耐壓時，電阻率高的良好的電容元件上承受的電壓可較電容元件高出幾倍，從而使絕緣不良的電容元件反而容易通過試驗，其絕緣缺陷在運行電壓下便會較快地出來

②直流電壓可使電容器內部的局部放電大為減弱，不利于絕級缺陷的檢出。

7公里變頻串聯諧振實驗裝置電容器內部的某些絕緣弱點或極板邊緣電場集中的部位均可能產生局部放電，持續的局部放電對電容器絕緣是有害的，因此標準規定電力電容器在試驗電壓下的局部放電量不得超過100 pC［1］。

加壓時電容器元件中的油隙特別是氣隙［2］中的場強常比固體介質的高，但其擊穿場強卻較低，所以往往先發生局部放電。但是同樣的復合絕緣，在直流電壓作用下局部放電則會大大減弱。其基本原理如圖1所示。氣隙發生局部放電后產生的正、負離子形成反向電場E′，使氣隙中的合成場強下降，使局部放電甚至熄滅。而交流電壓則不然，只要外加試驗電壓高于局放起始電壓，每半周內至少會發生兩次局部放電。因此交流耐壓檢出絕緣缺陷遠比直流耐壓敏感。

10kV電纜變頻串聯諧振3km

一、簡介

ZSBX-10kV電纜耐壓變頻串聯諧振裝置

1、幫助客戶實現各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗；

2、考驗交聯橡塑電力電纜、電力變壓器、GIS、互感器、絕緣子、發電機、開關等被試品絕緣承受各種過電壓能力及容性負載的交流耐壓試驗。

二、技術參數

試驗對象：10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗，電容量≤1.126uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

額定容量：132kVA;

輸入電源：三相380V電壓，頻率為50Hz;

額定電壓： 22kV;

額定電流： 6A;

工作頻率：30-300Hz;

裝置輸出波形：正弦波

波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%;

工作時間：額定負載下允許連續5min;過壓1.1倍1分鐘；

溫 升：額定負載下連續運行5min后溫升≤65K;

品質因素：裝置自身Q≥30（f=45Hz）;

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）;

測量精度：系統有效值1.5級；

中試控股激勵變壓器ZSJLB-6kVA/1kV/0.4kV 1臺

額定容量：6kVA；

輸入電壓：0-400V，單相；

輸出電壓：1kV

結 構：干式；

重 量：約42kg；

中試控股變頻電源ZSXB-F -6kW/220/380V 1臺

額定輸出容量：6kW

工作電源：220/ 380±10%V（單/三相），工頻

輸出電壓：0 –400V，單相，

額定輸入電流：15A

額定輸出電流：15A

電壓分辨率： 0.01kV

電壓測量精度：1.5%

頻率調節范圍：30 – 300Hz

頻率調節分辨率：≤0.1Hz

頻率穩定度： 0.1%

運 行 時 間：額定容量下連續5min

額定容量下連續運行5min元器件高溫度≤65K;

噪 聲 水 平：≤50dB

中試控股高壓電抗器ZSDK-44kVA/22kV 3節

額定容量：44kVA;

額定電壓：22kV；

額定電流：2A；

電 感 量：55H/單節；

品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；

結 構：干式；

重 量：約42kg；

電容分壓器ZSFR-30kV/6000pF 1套

額定電壓：30kV；

高壓電容量：6000pF

介質損耗：tgσ≤0.5%；

分 壓 比：1000：1

測量精度：有效值1.5級;

重 量：約6kg；

7公里變頻串聯諧振實驗裝置交流耐壓試驗是鑒定電力設備絕緣強度有效和直接的方法。

電力設備在運行中，絕緣長期受著電場、溫度和機械振動的作用會逐漸發生劣化。其中包括整體劣化和部分劣化，形成缺陷。例如由于局部地方電場比較集中或者局部絕緣比較脆弱就存在局部的缺陷。各種預防性試驗方法，各有所長，均能分別發現一些缺陷，反映出絕緣的狀況，但其他試驗方法的試驗電壓往往都低于電力設備的工作電壓，作為安全運行的保證還不夠有力。直流耐壓試驗雖然試驗電壓比較高，能發現一些絕緣的弱點，但是由于電力設備的絕緣大多數都是組合電介質，在直流電壓的作用下，其電壓是按電阻分布的，所以交流電力設備在交流電場下的弱點使用直流作試驗就不一定能夠發現，例如發電機的槽部缺陷在直流下就不易被發現。交流耐壓試驗符合電力設備在運行中所承受的電氣狀況，同時交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設備有較大的安全裕度，所以這種試驗已成為保證安全運行的一個重要方法。

但是由于交流耐壓試驗所采用的試驗電壓比運行電壓高得多，過高的電壓會使絕緣介質損失增大、發熱、放電，會加速絕緣缺陷因此，從某種意義上講，交流耐壓試驗是一種試驗。

在進行交流耐壓試驗前，必須預先進行各項非試驗，如測量絕緣電阻、吸收比、介質損耗因數tg￠、直流泄漏電流等，對各項試驗結果進行綜合分析，以決定該設備是否受潮或含有缺陷。若發現已存在問題，需預先進行處理，待缺陷消除后，方可進行交流耐壓試驗，以免在交流耐壓試驗過程中，發生絕緣擊穿，擴大絕緣缺陷，延長檢修時間，增加檢修工作量。

諧振耐壓試驗是：

a) 降低試驗電源的容量至被試設備總無功功率的1/Q，Q為諧振系統的品質因素，一般≥40。

b) 試驗電壓正弦波形畸變度≤(0.5～1.0)%。

c) 試驗設備的總體積、總重量遠小于常規設備(約1/5～1/10)，利于現場應用。

d) 試品擊穿時系統失諧，試品損壞小。

諧振耐壓可根據實際情況可作串聯諧振、并聯諧振、串－并聯諧振、復合諧振等多種接線布置，從而實現對多種規格的試品耐壓。《高壓并聯電容器訂貨技術條件》規定其標準額定容量為： 50、100、200、300、334、500、667、900、1000、1200、1400、1600、2000、2400 kVA；

DL/T628-1997規定集合式電容器的額定容量優先值為：單相500、1 000、1 667、3 340、5 000、

6 667；三相1 000、1 200、1 500、1 800、2 400、3 600、5 000 kVA；

能獨立進行334 kVA電力電容器試驗的電感可調諧振變壓器，配上適合800-1200-1800-2400-3340　kVA等規格的電感可調多功能電抗器能滿足幾乎全部規格產品試驗的需要。諧振試驗變壓器曾對28.5 μF，3 608 kVA電容器組進行模擬交接試驗，電壓為11.6 kV,Q=41.08。還對2 400 kVA集合式電容器作了模擬試驗，Q=36.3。

3　結論和建議

a.極間交流耐壓試驗能比直流耐壓試驗更真實，更有效地檢出絕緣缺陷。

b.“復合型”諧振耐壓試驗系統能滿足大容量電力電容器及集合式電力電容器極間交流耐壓試驗，具有足夠的覆蓋面。

c.應及早配置必需的試驗設備開展電容器的極間交流耐壓試驗，以保證安裝后的電容器安全運行。