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中試控股技術研究院魯工為您講解：變頻串聯諧振實驗儀（電力院）

ZSBP-540kVA/270kV變頻諧振試驗裝置

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參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻諧振試驗裝置：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩定和安全。

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。元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等

技術參數及功能描述
1、技術參數
? 輸入電源:
電壓： 380/220V±10%
頻率： 45/65Hz
? 輸出電壓：0-500V；
? 輸出波形：正弦波
? 頻率調節范圍：30-300Hz
? 頻率分辨率：0.01Hz
? 頻率穩定度：0.1%
? 頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 電壓分辨率：0.1kV
? 電壓測量精度：1.5%
? 電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
? 運行連續工作時間：60分鐘
供貨清單一覽表             
序號 設備名稱 型號規格 單位 數量
1 變頻電源 25kW 臺 1
2 勵磁變壓器 12.5kVA 臺 2
3 高壓電抗器 90kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 270/0.001 臺 1
5 電容器 60KV 臺 1
6 附件箱 含測試線一套 套 1
激勵變壓器接線用法：
用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓低一些的電壓端，比如接線找1-2kV的接線端子；
用于35kV電纜的耐壓裝置，35kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如接線找3-4kV的接線端子；
用于110kV電纜的耐壓裝置，110kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，比如接線找4-6kV的接線端子；
激勵變什么情況下用串聯和并聯，高電壓小電流試驗一般采用串聯，比如變壓器，開關，GIS等試驗，激勵變就要采用高電壓的電壓端子接線，這時激勵變外部端子就要串聯使用；低電壓大電流試驗一般采用并聯，比如電纜，發電機等試驗，激勵變就要采用低電壓的電壓端子接線，這時激勵變外部端子一般就要并聯使用。
、注意事項
? 激勵變使用時，高壓尾X必須接地（實物已連接），成套設備的接地均需通過分壓器接地端接地，再與試品的地網相連，保證一點接地。
? 激勵變壓器使用時可以串并聯使用，聯結方法見激勵變壓器面板提示。
? 使用時各根高壓導線應拉直騰空（特別是高壓硅膠線），以避免對地起暈。
? 請嚴格按照說明書規定的連線方式連接使用,否則將會對該設備造成損壞。
若線路接通后無法找到諧振點而不能升壓，則很可能是回路沒有接通，則應檢查線路是否接通
手動/自動試驗
1、手動試驗
檢查試驗線路,確保線路無誤后，合上電源開關。儀器顯示如下圖：
（1）按【手動試驗】鍵進入試驗參數設置.（見下圖）包括以下參數：
試驗電壓設置
【參數設置】在設置參數過程中，每次設完當前參數按下小鍵盤上OK才能進入下一項設置（不是界面上確定鍵）
【試驗電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值。
【耐壓時間】試驗過程中的耐壓時間，時間到自動停機（最大99分鐘）。
【分壓變比】高壓分壓器的分壓比（分壓變比是根據當前分壓器的實際變比值填入，注意不能填錯，否則高壓測量數據出錯。）
【過壓保護】試驗過程中的最高電壓，默認為目標電壓1.1倍，用戶可自己設置，但不能超過1.1倍。試驗電壓超過此設定值則保護停機
【過流保護】試驗過程中的最大電流設定值，超過則保護停機
2、手動試驗中手動調頻手動升壓；（1） 此時調節頻率加和減尋找諧振點（尋找掃頻過程中某一點的最高電壓值，并且“測頻”的頻率值應與試驗頻率接近）諧振點找到后調節電壓加和減開始升壓。
（2）升到目標值后設備自動開始計時，此時設備會提示正在耐壓，耐壓時間由黑色變成紅色倒計時。（見下圖中耐壓時間數字部分）
重點推薦使用---2.2 手動試驗中自動調頻手動升壓(簡稱半自動試驗) 
1.按下掃頻鍵后40秒鐘自動找到諧振點
2.找到諧振頻率點之后提示：
3.此時有兩種選擇；按下手動升壓后，就需要人來控制升壓，點擊調壓+，- 鍵就可以達到你所需要的目標值；按下自動升壓機器就會完成你所需要的目標值。
當升壓到所需要的目標值后如下圖：
4.升到目標值后設備自動開始計時，此時設備會提示正在耐壓，耐壓時間由黑色變成紅色倒計時。（見下圖中耐壓時間數字部分）計時結束后控制箱會自動降壓停機。

設備遵循標準     
《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》   GB50150-2006
《水輪發電機組安裝技術規范》               GB/T8564――2003
《高壓諧振試驗裝置》                       DL/T 849.6—2004  
《電抗器》                                 GB10229.88
《電力設備預防性試驗規程》                  DL/T596-1996
《耦合電容器和電容分壓器》                  IEC358(1990)

為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。在與本產品輸入或輸出終端連接前，應確保本產品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產品的所有額定值和標記。在對本產品進行連接之前，請閱讀本產品使用說明書，以便進一步了解有關額定值的信息。
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續操作。
請勿在潮濕環境下操作
請勿在易爆環境中操作
保持產品表面清潔和干燥

       品質因數是衡量諧振電路特性的一個重要參數。如電路中電抗越大，電阻越小，則品質因數越高。因此電容或電感上的電壓值將比外加電壓大的多。一般電感、電容諧振電路的品質因數可達幾十甚至幾百。所以變頻串聯諧振試驗裝置又叫電壓諧振。在電力系統中，串聯諧振試驗裝置將會產生高出電網額定電壓數倍的過電壓，對電力設備的安全造成很大危害。

      變頻串聯諧振試驗裝置用好對電力等部門的作用是非常巨大的，但如果應用不當造成的危害也是非常大的，因此我們一定要在使用此裝置前了解其正確的使用方法。

    串聯諧振試驗裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻串聯諧振試驗過程中，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試驗要求的前提下盡量降低勵磁變的變比，從而相應減小勵磁變原邊的輸入電流。由于被試電纜的電容量較大，若在試驗時試品擊穿或發生高壓引線對地放電，在電纜的接地端處，試驗接地線和控制箱外殼等處，可能會產生暫態過電壓。本設備已在控制箱和主要部件內，采取多重暫態過電壓保護措施，能保證設備的正常工作。

      此外，在試驗接地線布置方面還應注意采取下列保護措施：

      1、試驗設備(諧振電抗器、分壓器、勵磁變壓器等)應盡量靠近被試電纜頭，減少試驗接地線的長度，即減少接地線的電感量。

      2、采用專配的一點接地式試驗接地線組。特別注意試驗接地線應盡可能的短，不要任意延長接地線長度。

      3、試驗時操作人員除接觸調諧、調壓絕緣旋鈕外，不要觸及控制箱金屬外殼，否則在高壓側擊穿或放電時，可能有輕微的刺痛感。有條件時，建議操作人員站在橡膠絕緣墊上工作。 

      4、試驗變壓器有800V、1000V、1500V三個端子，當系統所需高壓小于15kV時選用800V端子，當系統所需高壓大于15kV小于60kV時1000V端子，當系統所需高壓大于60kV時選用1500V端子。

串聯諧振試驗裝置的安全操作準則

        ZSBP串聯諧振耐壓裝置主要由變頻控制器，勵磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類，20KW及以上為控制臺式，20KW以下為便攜箱式；它由控制器和濾波器組成。變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉變為幅值和頻率可調的正弦波。并為整套設備提供電源。勵磁變壓器的作用是將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗電壓。高壓電抗器L是諧振回路重要部件，當電源頻率等于1/(2π√LCX)時，它與被試品CX發生串聯諧振。

       變頻串聯諧振試驗裝置適用于10KV-500KV聚己烯電力電纜交流耐壓試驗。適用于60KV、220KV，500KVGIS交流耐壓試驗。適用于大型變壓器，發電機組工頻耐壓試驗；電力變壓器感應耐壓試驗；接地電阻測量。

      1、在做試驗前，應先檢查儀器是否完好無損，各連接導線是否完好，確保電源輸出，信號采樣線纜穩妥連接，導通無阻。

      2、試驗前要確保接線準確無誤，尤其是地線回路，一定要安全接地。

      3、試驗時，對試驗現場要劃安全區域，并置專人看守，杜絕閑雜人等靠近。

      4、不允許正在試驗時突然切斷系統電源，每次試驗時要退出正在試驗狀態，才可以切斷電源。

      5、主機發生故障后，不要自行拆開機箱維修，否則后果自負。

      6、不要在高溫、高濕、易燃、易爆和強磁場環境中存放、使用儀器。

      7、維護和保養請使用濕布和中性的清潔劑清潔儀器外殼，不要使用研磨劑和溶劑。

  首先，需要介紹一下串聯諧振的作用。電力系統采用串聯諧振法對高壓大容量電氣設備進行絕緣測試。串聯諧振在實際應用中需要與電容、電感匹配。只有匹配良好，才能產生諧振電壓。那么串聯諧振失諧怎么辦？

        相信會有少部分客戶遇到這樣的問題，明明剛才做得好好的，現在就做不了，要理解串聯諧振失諧我們先要了解一下串聯諧振試驗裝置的組成結構，在電容一定的情況下，我們是通過調節電感和頻率讓電路產生諧振條件，串聯諧振失諧必定有某個參數發生變法，比較常見的失諧現象就是，電纜在實施串聯諧振試驗時，電纜發生擊穿，此時，串聯諧振必然失諧，隨即電壓消失。