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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kv電纜耐壓試驗裝置

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，試驗時間1min。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，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。不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，

這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
1.額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米
ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要功能及特征
ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，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。
特點：

設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，中試控股使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。

有效改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，而用并聯諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。串聯諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

串聯諧振試驗前有什么條件？ 
試驗前條件分析 
當我們拿到試驗之后，我們要分析試驗的主體是什么，比如：電力電纜、變壓器、GIS組合器還是母線等等，針對不同的內容所施加的電壓不一樣，像同樣是變壓器，中性點接地和不接地的電壓等級就不同，而且接線也不同，電壓和容量直接影響串聯諧振試驗裝置的配置方案，所說的配置方案也就是連接方式，串聯方式、怎么串聯以及串聯幾個等等。 
要想達到串聯諧振的條件是當容抗等于感抗時，即可產生諧振的條件。 
串聯諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現起來比較簡單，可以在下面兩種情況下使用。 
1 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。 

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置容量驗證

裝置容量定為44kVA，分兩節電抗器，電抗器單節為22kVA1A

試驗時設備組合方式

組合方式

被試品對象     電抗器選擇

（22kVA/22kV兩節）    激勵變壓器

輸出端選擇     試驗電壓(kV)

10kV/300mm2電纜1km         使用電抗器兩節并聯     1.5kV        ≤22kV

10kV開關等電氣設備    使用電抗器兩節串聯     3kV  ≤42kV

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）。

什么是串聯諧振？ 
由于電力預防試驗大多是對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發生器對于電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖兩者都屬于破壞性試驗；

但經過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相對于直流耐壓穩定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內，為了達到這一目的，基本通過變頻串聯諧振來實現測量。 
變頻串聯諧振，“變頻”在串聯諧振電路中，通過調整可變的頻率范圍產生諧振條件，“串聯”是指在整個電路中的鏈接方式，串聯時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯諧振試驗裝置。

試驗特征

1、35kV及其以下電壓等級的電纜使用數量多，試驗工作量大，中試控股所以此類耐壓試驗裝置體積小，重量輕，便攜式電纜耐壓試驗系統由此而誕生；

2、本系統要求單個人能現場搬動的部件重量不超過30kg，要求兩個人能現場搬動的部件重量不超過60kg，適合現場搬運；

3、電源采用220V單相電源或380V單電源，方便現場取電；

4、電抗器部分采用干式環氧澆注，美觀可靠，適合各類電纜的要求；

5、110kV及以上電壓等級電纜耐壓試驗采用油浸式電抗器，在單體重量超過100kg時，可選配我公司專用小型電動吊車；

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置適用于火力、水力發電機的交流耐壓試驗.中試控股生產與研發交流耐壓試驗的產品。下面介紹一下變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的選型。

 

一、產品應用：

1. 75MW水力發電機交流耐壓試驗，出口電壓≤13.8kV，電容量≤0.823μF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓不超過30.6kV。

2. 57.5MW水力發電機交流耐壓試驗，出口電壓≤10.5kV，電容量≤0.75μF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓不超過24kV。

3. 35MW水力發電機交流耐壓試驗，出口電壓≤10.5kV，中試控股電容量≤0.9036μF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓不超過24kV。

 

二、采用標準

本變頻串聯諧振耐壓試驗裝置的制造、中試控股試驗和驗收除了應滿足本技術要求外，還應符合如下標準：

|      GB 1094.1—1996 電力變壓器第1部分：總則GB 1094.2—1996 電力變壓器第2部分：溫升

|      GB 1094.5—1985 電力變壓器第5部分：承受短路的能力

|      GB/T 2900.15 電工術語變壓器、互感器、調壓器和電抗器

|      GB/T 11920—1989 電站電氣部分集中控制裝置通用技術條件

|      GB/T 16927.1—1997 高電壓試驗技術第1部分：一般試驗要求EQV IEC 60060-1：1989

|      DL/T849.6-2004          高壓諧振試驗裝置通用技術條件

|      GB10229-88            《電抗器》

|      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》

 

三、變頻串聯諧振耐壓試驗裝置設備組成

配置設備一覽表

序號       設備名稱       型  號  及  規  格    單位       數量       備注

1     激勵變壓器    40kVA/4kV/0.4kV     臺    1   

2     變頻電源       40kW/0.38kV   臺    1   

3     高壓電抗器    87.5kVA/35kV  臺    4   

4     電容分壓器    50kV-2000pF    套    1   

5     內部連接線           套    1   

6     均壓球           對    1   

7     高壓軟管線           根    2   

8     絕緣底座              個    4   

四、技術要求

一）、特點及主要功能

1)    內部由嵌入式觸摸屏控制,操作功能得到優化,操作簡單

2)    自動掃頻,尋找諧振點.頻率范圍20-300Hz,中試控股可手動設置掃頻范圍,掃頻最大耗時1.5分鐘(全頻掃). 頻率分辨率0.01Hz

3)    自動試驗,用戶可設置試驗程序中試控股,系統自動按設置的程序完成試驗過程

4)    自動試驗時,自動跟蹤系統的諧振狀態,當諧振狀態發生變化,超過設置的區域時,系統自動跟蹤諧振點.在整個過程中保證系統工作在最優出力狀態，調頻時繪制頻率電壓曲線。

5)    耐壓時自動跟蹤電壓,電壓正常波動時自動調整電壓到目標電壓,由用戶根據試驗情況進行操作

6)    全壓輸出保護：在調壓過程中，嚴格保證變頻電源不會全電壓輸出

7)    軟件經過嚴格模擬運行檢驗，運行安全、穩定、可靠

8)    自動保存試驗數據,數據查詢功能,根據查詢條件查詢以往的試驗數據；                                                                                                                       

9)    液晶顯示屏可顯示電源電壓和電流；高壓輸出的頻率、電壓、電流

10)  保護功能：具有斷電、過流、過壓及閃絡保護功能；

a)    過電壓保護：可人工設定過電壓保護值；當整套裝置的輸出電壓達到保護整定值時，自動切除整套裝置

b)    過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套裝置的輸出電流達到保護整定值時，自動切除整套裝置

c)    擊穿保護：具有放電或閃絡保護功能，當高壓側發生對地閃絡時，自動切除整套裝置。不會對試驗設備和人身造成傷害，變頻電源內電子元件不會擊穿

d)    斷電保護：試驗電源斷電后，裝置能快速保護

11)   變頻電源內部結構及其各元器件在經過正常的公路、鐵路運輸后，相互位置不變，不損壞，緊固件不松動

12)  外觀及操作界面充分采用人性化設計，美觀大方，操作簡便

 

2.  主要技術參數

|      額定容量：350kVA；

|      輸入電源：單相380V電壓，頻率為50Hz；

|      額定電壓：35kV；

|      額定電流：10A；

|      工作頻率：30-300Hz；

|      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15min；

|      溫    升：額定負載下連續運行15min后溫升≤65K；

|      品質因素：裝置自身Q≥10(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；

 

3、配置及說明

|      激勵變壓器 40kVA/4kV/0.4kV             1臺

a)    額定容量：40kVA；

b)    輸入電壓：380V，單相；

c)    輸出電壓：4kV；

d)    結    構：干式；

e)    重    量：約105 kg；

|      變頻電源40kW/380V                     1臺

a)    額定輸出容量：40kW

b)    工作電源：380V，工頻

c)    輸出電壓：0 – 400V，單相，

d)    額定輸入電流：100A

e)    額定輸出電流：100A

f)     輸 出 波 形：正弦波

g)    電壓分辨率： 0.01kV

h)    電壓測量精度：0.5%

i)     頻率調節范圍：30 – 300Hz

j)     頻率調節分辨率：≤0.01Hz

k)    頻率穩定度：    0.05%

l)     運 行 時 間：額定容量下連續15min

m)   額定容量下連續運行15min元器件最高溫度≤65K;

n)    噪 聲 水 平：≤50dB

o)    重量約90kg；

|      高壓電抗器87.5kVA/350kV               4節

a)    額定容量：87.5kVA;

b)    額定電壓：35kV；

c)    額定電流：2.5A；

d)    電 感 量：49.2H/單節；

e)    品質因素：Q≥10 (f=45Hz)；

f)     結    構：干式；

g)    重    量：約45kg；

|      電容分壓器50 kV -2000 pF               1套

a)    額定電壓：50kV；

b)    高壓電容量：2000pF

c)    介質損耗：tgσ≤0.5%；

d)    分 壓 比：1000：1

e)    測量精度：有效值1.0級;

f)     重    量：約10kg；*