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中試控股技術研究院魯工為您講解：110kV電纜試驗交流電壓裝置（電科院推薦）

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置

10kV/300mm2的電纜，長度1km，電容量≤0.378uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
35kV/300mm2的電纜，長度0.5km，電容量≤0.01uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節(jié)電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

交流耐壓試驗是電力設備絕緣強度有效和直接的方法，是電力預防性試驗的一項重要內容。 此外，由于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，因此交流耐壓試驗是電力設備安全運行的一種重要手段。一般變頻串聯(lián)諧振試驗裝置來進行交流耐壓試驗。  
試驗電壓的確定交流耐壓試驗中，關鍵的問題就是正確選擇試驗電壓的數(shù)值，一方面要求能保證絕緣水平，另一方面要考慮因試驗電壓過高而引起的絕緣劣化。

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置系統(tǒng)配置及具體參數(shù)
1、變頻控制電源6KW                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:  6KW
c) 工作電源:      交流220V、50Hz 。
d) 輸出電壓:      0～250V可調。
e) 輸出電壓不穩(wěn)定度≤0.05%
f) 最大輸出電流:  24A
g) 輸出波形:正弦波,      波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節(jié)范圍:  30～300Hz
頻率調節(jié)分辨率: 0.001 Hz
i) 連續(xù)運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB

在通過串聯(lián)諧振試驗找到諧振點并升壓到試驗電壓時，如果出現(xiàn)試品耐壓不合格或者現(xiàn)場環(huán)境沒發(fā)生大的變化等現(xiàn)象，試驗是不會產生過電壓保護或者其他故障。但是由于電網電壓不是恒定的，電源輸入電壓是波動的，那么高壓輸出也是具有一定的波動性，此種情況可能會造成電壓波峰出現(xiàn)過電壓保護。如果出現(xiàn)電源電壓波動，可以調整儀器的過電壓保護，提高過電壓保護設置，我們一般要求過電壓保護設置到電壓保護的1.1倍，此時設置到1.2倍基本沒有問題。 
以上為較簡單的問題，但是由于電壓波動造成的過電壓在設置好過電壓保護的情況下是很難出現(xiàn)的。一般變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的過電壓都會出現(xiàn)在儀器的掃頻階段，也就是找到諧振點的過程中。使用過的人員都知道，變頻串聯(lián)諧振試驗裝置找諧振點的過程中，其電壓與頻率的呈現(xiàn)拋物線一樣。系統(tǒng)默認找到高電壓，也就是拋物線的頂點作為諧振點。由于諧振原理中理論可以將低壓電壓諧振到80倍（由于品質因數(shù)等關系一般不超過30倍），變頻串聯(lián)諧振試驗裝置掃頻時需要的電壓一般為20-50V，通過激勵變后的電壓一般為幾百伏。通過以上原理我們發(fā)現(xiàn)，如果我們需要的試品試驗電壓小于系統(tǒng)諧振時諧振點時的電壓，系統(tǒng)可能在自動尋找諧振點時就出現(xiàn)過電壓保護，此時整個變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是無法及時耐壓，試驗也是無法完成的。 

檢驗

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、中試控股成套裝置試驗

（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(fā)短路3次，保護裝置可靠動作，各單元完好。

（3）噪音小于60dB；

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(guī)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。

采用了調節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(shù)字式波形發(fā)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(qū)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(wěn)定和安全。

（1）變壓器外觀檢查，如外殼有無明顯凹凸箱體焊縫是否滲漏油，檢查壓力釋放裝置動作情況，氣體繼電器是否動作或發(fā)出信號、是否集有可燃性氣體。對仍在運行的變壓器要注意辨別發(fā)出的聲音是否為連續(xù)、均勻，輕微的“嗡嗡”聲，若聲音不均勻或有特殊聲音，則需要進一步處理。

（2）對變壓器油樣進行油氣相色譜分析，通過對油中溶解氣體成分及含量的分析，根據(jù)不同的成分（如局部放電時會有乙炔、氫氣，較高溫度過熱時總會有乙烯）及含量可判斷變壓器存在的潛伏性故障及性質。

（3）進行全面電氣試驗，排除繞組絕緣損壞的可能變壓器繞組的直流電阻三相數(shù)值基本平衡，測量直流電阻可以方便有效地考核繞組縱絕緣和回路的連接情況，能發(fā)現(xiàn)出口短路引起的匝（餅）間短路、繞組斷股等故障，可判斷變壓器是否遭受了嚴重的沖擊破壞，因此直流電阻測量是發(fā)現(xiàn)繞組是否損壞的最有效手段。

（4）進行繞組的介質損耗和電容量測量，當變壓器發(fā)生局部機械變形時，其繞組間以及對鐵芯和外殼的相對位置會發(fā)生變化，其電容量也將隨之變化，雖然DL/T5961996《電力設備預防性試驗規(guī)程》從絕緣的角度對介質損耗值做了規(guī)定，但嚴重的繞組變形會引起電容量的明顯變化，所以，在檢查承受短路沖擊后的變壓器是否發(fā)生繞組變形時，被測電容值與歷史數(shù)據(jù)比較也非常重要，當變化值超過10％時需要引起注意。

（5）進行變壓器繞組變形試驗測量，以判定電力變壓器繞組是否變形。若試驗時發(fā)現(xiàn)頻響特性曲線的相關系數(shù)小于0.6，應立即退出運行。

（6）低電壓短路阻抗試驗:短路阻抗法是判斷變壓器繞組變形的傳統(tǒng)方法，該試驗方法相對簡單，對試驗設備要求低，有出廠和歷次試驗數(shù)據(jù)相比較，現(xiàn)場實施非常簡便，但其靈敏度低于頻率響應法，適用于變形比較嚴重的繞組。當繞組的三相短路阻抗值差超過3％時，應引起注意。

（7）空載損耗和空載電流試驗:變壓器經受出口短路電流沖擊，當出現(xiàn)線圈匝間短路或涉及鐵芯絕緣時，會引起變壓器的勵磁電流增加和空載損耗增大，與歷次試驗數(shù)據(jù)比較，空載損耗增加10％時就應引起注意

（8）繼電保護及自動裝置的動作情況檢查:變壓器經受出口短路電流沖擊而跳閘，一般是通過差動保護、過電流保護和氣體保護發(fā)出動作指令，要注意記錄故障電流的大小、故障切除時間，檢查保護裝置的動作行為是否符合整定值要求。

成套串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置。對1km規(guī)格26/35kV 120 mm2的電纜進行耐壓試驗。該裝置由變頻電源、勵磁變、高壓電抗器、電容分壓器(電容量1000pF)、高壓補償電容器等組成。

根據(jù)試驗標準確定試驗電壓，并根據(jù)試驗電壓考慮串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置電抗器的組配：

由CB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準可知26/35kV交聯(lián)電纜交接時交流耐壓試驗電壓為2U0=2 x 26=52kV，由于XZKY-30/1.9/65電抗器額定電壓為30kV,單臺不能滿足52kV的試驗電壓要求,就需要此型號兩臺電抗器串聯(lián)使用則有:2 x 30k V=60kV>52kV,則所選電抗器滿足試驗電壓的要求。

變頻串聯(lián)諧振的升壓方法

變頻串聯(lián)諧振升壓方法有工頻諧振升壓法和變頻諧振升壓法，工頻諧振升壓法主要用于發(fā)電機、變壓器和電容式電壓互感器的試驗，變頻諧振升壓法主要用于交聯(lián)電纜的試驗。能滿足電纜因長度不同，電容量在較大范圍內變化的要求。

工頻諧振升壓系統(tǒng)是在工頻條件下（現(xiàn)場試驗為50Hz）使得電感和被試品電容諧振，產生工頻高壓。

工頻諧振升壓系統(tǒng)一般采用調節(jié)電感感抗的方式在激勵源的作用下使得電抗器和被試品電容諧振，通常稱為調感式；也可以采用在被試品兩端并聯(lián)電容器的方式改變被試系統(tǒng)的電容量使得在激勵源的作用下與電抗器諧振，通常稱為調容式；還可以同時改變電抗器的感抗和被試系統(tǒng)的電容量使得系統(tǒng)達到諧振狀態(tài)，通常稱為調感調容式。

調感式通常采用調節(jié)鐵心電抗器的氣隙的方式，可以連續(xù)平滑的調節(jié)感抗值，操作比較方便。電容則不能連續(xù)的調節(jié)，所以現(xiàn)場操作一般使用調感法或調感調容法。

電力系統(tǒng)中，有的類型的試品的的電容量是幾個固定的量，比如CVT，它只有幾個固定的電容值。有的試品是根據(jù)試品的容量和電壓等級及其他特征而變化的，比如發(fā)電機，變壓器，電纜等。因此，工頻諧振大多分為兩類，一類為電抗器電抗值需要連續(xù)可調節(jié)的，另一種只需要電抗值在幾個固定值之間選擇的。第一類主要適合發(fā)電機和變壓器，第二類主要適合CVT。

電纜進行串聯(lián)諧振直流耐壓試驗前先對其驗電并對地充分放電，將電纜兩端所連接設備斷開，試驗時不附帶其他設備;將兩端電纜頭絕緣表面擦干凈，以減少表面泄露電流所引起的誤差，必要時應在電纜頭相間加絕緣擋板。

試驗場地應做好安全措施如安圍欄、警告牌等，檢查接地線、放電棒是否接好。加壓時，應分段逐漸緩慢升電壓以防充電電流過大，并分別在0.25-1.0倍試驗電壓下停留1分鐘后讀取泄漏電流值;最后在試驗電壓下按規(guī)定的時間進行耐壓試驗，并在耐壓試驗終了前，再讀取耐壓后的泄漏電流值。

根據(jù)電纜類型不同，微安表有不同的接線方式，一般都采取微安表接在高壓側，高壓引線及微安表加屏蔽。對于帶有銅絲網屏蔽層且對地絕緣的電力電纜，也可將微安表串接在被試電纜的地線回路，在微安表兩端并聯(lián)一放電開關，測量時將開關拉開，測量后放電前將開關合上，避免放電電流沖擊損壞微安表。

應在高壓側直接測量試驗電壓。因為采用半波整流或倍壓整流時，如采取在低壓側測量電壓換算至高壓側電壓的方法，由于電壓波形和變比誤差以及雜散電流的影響，可能會使高壓試驗電壓幅值產生較大的誤差，故應在高壓側直接測量試驗電壓。