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變頻諧振升壓設備

中試控股技術博士為您解答：試驗所用高壓設備的容量的計算與分析

試驗所用設備中升壓變壓器容量應根據被測變壓器的容量來決定。如果容量太小，施壓時因泄漏電流劇增會造成變壓器輸出電壓明顯降低，影響對測試結果的正確判斷。升壓變壓器一般要滿足兩個條件：（1）在正常連續耐壓試驗時，變壓器繞組溫升不應超過允許值；（2）中試控股當被測變壓器擊穿時變壓器要能足夠大的電流通過絕緣的擊穿點。

ZSBP-270KVA/120KV變頻串聯諧振成套試驗裝置

一、適用范圍

1. 35kV/300mm2的電纜，長度2.0km，電容量≤0.394uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。

2. 滿足35kV/16000變壓器及開關柜設備交流耐壓，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓85kV。

3. 10kV/300mm2的電纜，長度3.0km，電容量≤1.15uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。

4. 中試控股滿足10kV變電站變壓器的交流耐壓，電容量≤0.01uF試驗頻率為45-65Hz,試驗電壓35kV。

5. 滿足35kV變電站的母線開關柜設備交流耐壓，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓118kV。

二、ZSBP-270KVA/120KV變頻串聯諧振成套試驗裝置系統主要性能及參數

1、電源電壓： 380V±10%、50Hz；

2、額定容量： 270KVA；

3、輸出電壓： 120KV，

4、輸出電流： 2.5A ， 5A

5、輸出電壓波形: 正弦波；

6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；

7、允許連續工作時間：額定輸出電流下持續運行時間為60分鐘；

8、輸出頻率范圍: 30～300Hz ；

9、品質因數: ≥30

10、系統噪聲: ≤60db

11、系統測量精度: 1.0級

12、頻率分辨率: 0.01Hz

13、頻率不穩定度: ≤0.05%

14、環境溫度： -25℃～ +55℃

相對濕度: ≤90%

海拔高度: ≤2000m

15、具備手動試驗/自動調諧/自動試驗模式。

16、具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。

17、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能。

18 具備過電壓、過電流、過熱保護功能。

19、具備閃絡保護功能,在試品發生閃絡時諧振回路失諧,電源立即停止輸出,屏幕提示“試驗失敗”及相關信息。

20、具備各種數據打印功能。

三、設備遵循的標準和行業標準

GB7328-87 << 變壓器和電抗器的聲級測量>>

GB1094 <<電力變壓器>>

GB/T16927.1-2-1997 <<高電壓試驗技術>>

ZBK41006-89 <<試驗變壓器>>

GB4208 <<外殼防護等級>>

GB2900 <<電工名詞術語>>

GB5273 <<變壓器、高壓電器和套管的端子>>

GB191 <<包裝儲運標志>>

GB10327 <<電力變壓器絕緣水平和絕緣試驗外絕緣自空氣間隙》

GB10229-88 <<電抗器>>

IEC358(1990) <<耦合電容器和電容分壓器>>

IEC1000 <<電磁兼容性>>

GB4793-1984 電子測量儀器安全要求

四、系統配置及具體參數

1、變頻控制電源15KW 1臺

a) 中試控股變頻控制電源采用高壓耐壓試驗變頻電源,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: 15KW

c) 工作電源: 交流380V、50Hz 。

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: 30A

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微機控制電壓、頻率調節

l) ZSBP-270KVA/120KV變頻串聯諧振成套試驗裝置變頻電源配備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/自動調諧/自動試驗三種模式,并可任意切換。

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： 16Kg

2、 勵磁變壓器15KVA 1臺

a) 額定容量: 15KVA

b) 輸入電壓: 500V

c) 輸出電壓： 2KV；3 KV，,5 KV

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 。

h) 重 量： 70Kg ;

3、高壓電抗器 DK-67.5/27 4臺

a) 額定容量： 67.5KVA

b) 額定電壓： 27KV

c) 額定電流：2.5A

e) ZSBP-270KVA/120KV變頻串聯諧振成套試驗裝置品質因素： Q≥30

f) 結 構： 干式；

g) 重 量： 55Kg/臺

h) 連續運行時間：≥ 1小時

4、 電容分壓器 TRF-120/0.001 1臺

a) 額定電壓： 120KV

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： 10Kg

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。

1、變頻電源

1）絕緣電阻測試

2）耐壓試驗：2000V，1分鐘

3）負載試驗：在滿負荷下，各器件的溫升不大于45K 。

2、勵磁變壓器

1）直流電阻測量

2）變比測量

3）空載電流及空載損耗

4）短路阻抗和負載損耗

5）絕緣電阻測試

6）溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K

3、電抗器試驗

1）直流電阻測量

2）電感量測量

3）交流耐壓試驗

溫升試驗：額定容量下運行60min,溫升不大于65K

4、成套裝置試驗

（1） 耐壓試驗：1.1額定電壓下，耐壓1min；

（2） 短路試驗：電壓為0.5U，0.8U，1.0U的條件下，將高壓輸出突發短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。

（3）噪音小于60dB；

根據第一個條件可用近似公式估算升壓變壓器容量：

其中：——試驗變壓器容量，kVA——試驗頻率，HZ——試樣絕緣幾何容量，

如果按式（3-1），低壓變壓器耐壓試驗變壓器容量一般選用0.5kVA以上是可行的，但由于變壓器容量與其短路阻抗有關，變壓器短路阻抗必須足夠小，以保證在可能最小試驗電壓下被試變壓器擊穿時電流輸出不小于0.5A，該電流值是IEC規定的。ZSYDJ-10KVA/100KV工頻耐壓試驗裝置此電流實際上也就是變壓器輸出時高壓繞組的短路電流，一般％取5 10之間。因此變壓器容量可用式（3-2）表示。

其中：S——變壓器容量，KVA——變壓器輸出最高試驗電壓，KV——變壓器輸出最小低試驗電壓，KVI——試樣擊穿時變壓器必須輸出的電流，規定——變壓器短路阻抗百分值，在5-10之間。

根據低壓電器標準取＝3.5KV，＝1KV, I=0.5A,％取10，代入式（3-2）得：（kVA）

變頻諧振升壓設備從中試控股上面的計算結果可以看到一般情況下試驗變壓器容量大于0.6 kVA即可，但考慮留有余地取0.75 kVA。低壓變壓器耐壓試驗中，在試驗電壓作用下， 中試控股變壓器絕緣介質中的電場強度達到某一臨界值時，其絕緣性能開始喪失，泄漏電流劇增，當達到耐壓設備高壓側過電流繼電器預先規定的電流值時，繼電器動作，切斷高壓輸出。耐壓試驗一般均以繼電器動作與否來判定是否擊穿，因此過電流繼電器的電流整定直接關系到對試品能否正確評判，一般低壓電器相關標準明確規定100mA為高壓側過電流繼電器的整定值。

耐壓試驗，又稱電氣強度試驗或介電強度試驗，是證明設計、選材工藝的合理性。中試控股也是考核變壓器安全性能的非常重要的試驗項目之一。其目的在于檢驗變壓器能否在實際運行中長期工作，而不致發生絕緣被施加的額定電壓出現飛弧事故。

變頻諧振升壓設備變壓器容量特性測試儀測量誤差的影響因素主要有聯接組別、環境溫度、阻抗電壓、分接開關、短路連接線，那么知道這些產生誤差的原因后，我們中試控股應該如何有效避免它呢？

1、聯接組別。不同的連接組別，對應著不同的負載損耗溫度校正公式。輸入不正確的連接組別，必然導致測量結果的錯誤。在變壓器不可信或者情況下，中試控股可通過接組別判定試驗，確定變壓器的連接組別。2、環境溫度。根據變壓器容量測試儀的原理可知，容量計算的一個重要參數就是短路阻抗值。標準要求變壓器的短路試驗應在環境溫度為75℃進行，而現場往往不具備這個溫度條件。這就需要將在自然溫度下所測結果校正到75℃，因此當前溫度通過影響校正短路阻抗值而影響到容量的判定。

雖然溫度上的小偏差，對測試結果影響不大。但在現場進行變壓器容量測試時，仍應利用紅外線溫度測試儀，準確測量變壓器的環境溫度，確保測量數據的準確可靠。

3、阻抗電壓。工作中我們接觸比較多的是JB64、SJ73、S7、S9S11、S13等標準變壓器，其阻抗電壓比較常見，一般為4、4.5％，在容量測試的參數輸入步驟中，可只輸入變壓器類型而越過阻抗電壓一項，變壓器容量測試儀可為其自動指定一阻抗電壓值。

而對于電爐變和整流變等非標準變壓器，阻抗電壓值不在上述范圍，在參數設定時除對“變壓器類型”一項選擇“非標準變壓器”外，還必須輸入變壓器的阻抗電壓值才能測出變壓器的實際容量，而變壓器的阻抗電壓值需要依靠變壓器的型號進行查找。

4、分接開關。變壓器處于不同的分接位置，對應著不同的直流電阻值和阻抗電壓值。雖然變壓器容量測試儀不要求變壓器分接開關在額定位置的條件下進行測量，但在輸入參數時應保證輸入值與實際檔位一致。

5、短路連接線。10KV變壓器容量實際試驗儀是在短路條件下進行的試驗，當低壓側額定電流較大時，短路連連線實際上是低壓繞組的延伸，連接線截面過小，短路連接線中的損耗就會很大。短路連連線截面的大小和連接的牢靠程度，直接影響測量結果。

在變壓器容量t特性測試試驗中，短路連連線要有足夠大的截面，并且連接可靠。