216kVA/108kV 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術方案

1、 變頻串聯諧振試驗裝置特點：

1．1變頻串聯諧振試驗裝置具有輸出容量大，輸出電壓高、可任意組合電抗器針對不同試品的交流耐壓試驗。

1．2變頻串聯諧振試驗裝置具有體積小、重量輕、特別方便野外試驗。

1．3變頻串聯諧振試驗裝置具有保護功能好、有過壓保護、過流保護、時間保護、閃絡保護、過熱保護、模塊保護等功能。

1．4變頻串聯諧振試驗裝置具有操作簡單，并具有手動和自動兩檔。

1．5變頻串聯諧振試驗裝置采用大屏幕、使試驗數據一目了然，并可打印試驗結果。

1．6變頻串聯諧振試驗裝置部分材料采用進口元器件，使設備性能更加穩定、耐用。

1．7變頻串聯諧振試驗裝置具有試品擊穿后無過電壓之虞，對試品的損壞相當小。

1．8變頻串聯諧振試驗裝置試驗所需電源容量小，僅是工頻變壓器試驗所需電源容量的幾分之一，解決現場電源難找的問題。

2、 適用范圍：

2．1目前適用范圍：

2．1．1.滿足400mm²/35kV電纜，長度1公里的交流耐壓試驗。

2．1．2.滿足400mm²/10kV電纜，長度3公里的交流耐壓試驗。

2．1．3.滿足35kV及以下母線、電壓互感器及絕緣仔的交流耐壓試驗。

2．1．4.滿足63000KVA /35kV及以下變壓器的交流耐壓試驗。

3、設備具體配置

3.1 試驗要求：

3．1．1．400mm²/35kV電纜，長度1公里的交流耐壓試驗，試驗時間60min，試驗電壓52kV，試驗頻率30～300Hz，等效電容量為0.209uF/km。

3．1．2．400mm²/10kV電纜，長度3公里的交流耐壓試驗，試驗時間15min，試驗電壓22kV，試驗頻率30～300Hz，等效電容量為0.418uF/km。

3．1．3．35kV母線、電壓互感器及絕緣仔的交流耐壓試驗，試驗時間1min，最高試驗電壓95kV，試驗頻率45Hz以上。最大等效電容量為0.015uF。

3．1．4．63000KVA/35kV主變的交流耐壓試驗，試驗時間1min，試驗電壓68kV，試驗頻率45～200Hz，等效電容量為0.0248uF。

3．2 電抗器的設計：

3．2．1. 400mm²/35kV電纜,長度1公里的交流耐壓試驗，試驗時間60min，試驗電壓52kV，試驗頻率30～300Hz，等效電容量為0. 209uF。當頻率為40Hz時。

試驗電流I=ωC_XU_試=2×3.14×40×0.209×52×10^-3=2.73A

對應電抗器電感量L=1/ω²C =75.8H

3．2．2. 400mm²/10kV電纜,長度3公里的交流耐壓試驗，試驗時間15min，試驗電壓22kV，試驗頻率30～300Hz，等效電容量為0.418uF/km。當頻率為40Hz時。

試驗電流I=ωC_XU_試=2×3.14×40×0.418×3×22×10^-3=6.9A

對應電抗器電感量L=1/ω²C =12.6H

3．2．3. 35kV母線、電壓互感器及絕緣仔的交流耐壓試驗，試驗時間1min，最高試驗電壓95kV，試驗頻率45Hz以上。最大等效電容量為0.015uF。當頻率為50Hz時。

試驗電流I=ωC_XU_試=2×3.14×50×0.015×95×10^-3=0.45A

對應電抗器電感量L=1/ω²C =676H

3．2．4. 63000KVA/35kV主變的交流耐壓試驗，試驗時間1min，試驗電壓68kV，試驗頻率45～200Hz，等效電容量為0.0248uF。當頻率為50Hz時。

試驗電流I=ωC_XU_試=2×3.14×50×0.0248×68×10^-3=0.53A

對應電抗器電感量L=1/ω²C =408H

3．3 電抗器的配置：

3．3．1．35kV組合電器、母線、電壓互感器及絕緣仔的交流耐壓試驗，試驗時間1min，最高試驗電壓95kV，為方便使用，將電抗器分四節，每節電抗器電壓為27kV，每節電流為2A，每節電感量為60H。

3．4 驗證：

3．4．1． 400mm²/35kV電纜,長度1公里的交流耐壓試驗，試驗時間60min，試驗電壓52kV，試驗頻率30～300Hz，等效電容量為0. 209uF。

☆：使用4臺電抗器2串2并,此時電抗器額定電感量為60H，額定電壓為54kV,額定電流為4A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√60×0.209×10^-6)=44.9Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×44.9×0.209×10^-6×52×10³=3.1A

3．4．2． 400mm²/10kV電纜,長度3公里的交流耐壓試驗，試驗時間15min，試驗電壓22kV，試驗頻率30～300Hz，等效電容量為1.254uF。

☆：使用4臺電抗器并聯,此時電抗器額定電感量為15H，額定電壓為27kV,額定電流為8A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√15×1.254×10^-6)=36.7Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×36.7×1.254×10^-6×22×10³=6.4A

3．4．3．35kV母線、電壓互感器及絕緣仔的交流耐壓試驗，試驗時間1min，最高試驗電壓95kV，試驗頻率45Hz以上。最大等效電容量為0.015uF。

☆：使用4臺電抗器串聯,此時電抗器額定電感量為240H，額定電壓為108kV,額定電流為2A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√240×0.015×10^-6)=83.9Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×83.9×0.015×10^-6×95×10³=0.75A

3．4．4．63000KVA/35kV主變的交流耐壓試驗，試驗時間1min，試驗電壓68kV，試驗頻率45～200Hz，等效電容量為0.0248uF。

☆：使用4臺電抗器串聯,此時電抗器額定電感量為240H，額定電壓為108kV,額定電流為2A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√240×0.0248×10^-6)=65Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×65×0.0248×10^-6×68×10³=0.7A

4、 設備配置一覽表

5、主要功能及參數：

5．1變頻諧振試驗裝置系統參數：

5．1．1．輸入電壓：380V或220V±10%   50Hz

5．1．2．額定容量：216kVA

5．1．3．額定輸出電壓：0 ~ 27kV、0 ~ 54kV、0 ~108kV、

5．1．4．額定輸出電流：8A、4 A、2A；

5．1．5．諧振電壓波形：正弦波、畸變率：≤0.5%；

5．1．6．輸出電壓不穩定度：≤0.5%；

5．1．7．輸出頻率范圍：25～320Hz；

5．1．8．頻率調節分辨率：0.01Hz；

5．1．9．品質因數Q值：額定負載下不小于30；

5．1．10．絕緣水平：1.2倍額定電壓耐壓1min；

5．1．11．額定電流下連續運行時間不低于30 min；

5．1．12．電壓測量精度：1級；

5．1．13．噪   聲：≤45dB；

5．1．14．該裝置配備以下保護功能：

       設備有手動試驗、自動調諧及自動試驗；

過電壓保護、過電流保護、放電保護、斷電保護、零啟動保護。

試驗數據大屏幕顯示、中文菜單、可打印輸出、打印機為嵌入式。

5．2 變頻電源：

5．2．1．額定輸出容量：12kVA；

5．2．2．輸入電壓：380V或220V±10%   50Hz；

5．2．3．額定輸入電流：31.5A；

5．2．4．額定輸出電壓：0-400V可調、單相、輸出電壓不穩定度0.05%；

5．2．5．額定輸出電流：30A；

5．2．6．頻率調節范圍：25～320Hz；

5．2．7．額定容量下連續運行60min最高溫升≤60K；

5．2．8．顯示以下參數：

a.放置方式:變頻電源的放置為縱向和橫向,特別適合現場操作及觀察。

b.防震保護:內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱,可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩定性和可靠性。

c.參數顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統。

可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩定性。

d.參數設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置。可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數設置提示以及幫助等參數進行設置或選擇。

e.試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等。

f. 保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能。

g.數據存儲功能：試驗結果保存、打印、上傳、回查等。

a、試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，當試驗發生中斷時，可提示中斷狀態。可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄。

b、數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上。可將數據輸出打印或利用設備所攜帶打 印機打印。

h.自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1.5%。

j.調頻范圍及頻率分辨率均可設定：調頻范圍可設為20～300Hz、45～100Hz、50Hz、按需設置，可加快調諧過程；頻率分辨率根據需要，可預設為0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、或0.01Hz，在調諧效率與調諧精準度之間取得優化平衡。

     頻率調節分為粗調和細調，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移。

5．3 勵磁變壓器

5．3．1．結構形式：干式；

5．3．2．材質：銅制；

5．3．3．額定容量：12kVA；

5．3．4．輸入電壓：400V；

5．3．5．輸入電流：30A；

5．3．6．輸出電壓：3kV/6kV；

5．3．7．額定輸出電流：4A/2A；

5．3．8．工作頻率：30～300Hz；

5．3．9．溫升額定容量下運行60min線圈對空氣的溫升不大于60K；

5．4 高壓電抗器

5．4．1．結構形式：干式、環氧澆鑄；

5．4．2．材質：銅制

5．4．3．額定容量：54kVA；

5．4．4．額電電壓：27kV；

5．4．5．額定電流：2A；

5．4．6．額定電感量：60H；

5．4．7．工作頻率：30～300Hz；

5．4．8．溫升：額定電流下運行60min電抗器對空氣的溫升不大于60K；

5．5 電容分壓器

5．5．1．結構形式：電容式；

5．5．2．額定電壓：108kV；

5．5．3．額定電容量：1000pF；

5．5．4．工作頻率：30～300Hz；

5．5．5．測量精度：≤1.0%；

5．5．6．性能及特點：

       a.額定電壓下可連續運行2小時。

        b.在30～300Hz范圍內，其精度和穩定度保持不變。

        c.在20℃溫度下電容分壓器介質損耗值≤0.0025

        d.電容分壓器配有支撐底架，具有足夠的穩定性。

        e.電壓測量通過專用測試引線引至調頻電源進行測量。

5．6 補償電容器

5．6．1．結構形式：電容式；

5．6．2．額定電壓：70kV（抽頭35kV）；

5．6．3．額定電容量：20000pF（抽頭40000pF）；

5．6．4．工作頻率：30～300Hz；

6、設備制造引用和執行標準

   DL/T849.6—2004      高壓諧振試驗裝置；

GB 6450—1986       干式電力變壓器；

DL/T848.2—2004      試驗變壓器；

GB/10229—1988       電抗器；

GB/T16927.1—1997    高電壓試驗技術；

IEC358—1990         耦合電容器和電容分壓器。