變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置

  NEPRI-XZ-405kVA/270kV

一、 滿足試品范圍

1、10kV/300mm2電纜4.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤1.6897uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時間5min。

2、35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.389uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時間60min。

3、110kV/300mm2電纜0.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.0735uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時間60min。

4、110kV/120MVA主變?nèi)^緣交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時間1min。

5、110kV電壓等級開關(guān)等電氣設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過265kV，試驗(yàn)時間1min。

二、 裝置主要組成

三、 主要功能及特征

    NEPRI-XZ系列變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置，采用調(diào)節(jié)電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實(shí)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(shè)備重量輕體積小，在國內(nèi)外得到了廣泛好評和應(yīng)用，是當(dāng)前高電壓試驗(yàn)的新方法和潮流。

我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點(diǎn)：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過壓過流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡(luò)時閃絡(luò)保護(hù)動作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗(yàn)分析。

2、整個裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場使用。

3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式；方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。

4、能存儲和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便用戶識別和查找。

5、裝置自動掃頻時頻率起點(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點(diǎn)。

6、采用DSP平臺技術(shù)，可根據(jù)用戶需要增減功能和升級，人機(jī)交換界面更為人性化。

7、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。

8、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振裝置中，省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗(yàn)裝置的1/10-1/30。

9、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。

10、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q，而用并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器做耐壓試驗(yàn)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(shù)百倍。串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。

11、不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)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(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)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(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。

四、 主要技術(shù)參數(shù)

1.   額定容量：405kVA

2.   額定電壓：45kV；90kV；135kV；270kV

3.        額定電流：9A；4.5A；3A；1.5A

4.   測量精度：系統(tǒng)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(zhì)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(fù)載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘

11. 溫    升：額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K

12. 保護(hù)功能：過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能

13.     環(huán)境溫度：－20℃-55℃

14. 相對濕度：≤90%RH

15. 海拔高度:≤3000米

五、 裝置容量驗(yàn)證

裝置容量定為405kVA，分六節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為67.5kVA/45kV/1.5A/90H，

驗(yàn)證：1、10kV/300mm2電纜4.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤1.6897uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時間5min。

使用電抗器六節(jié)并聯(lián)，則L=90/6=15H ，則：

試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√15×1.6897×10-6)=31.61Hz

試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×31.61×1.6897×10-6×22×103=7.38A

2、35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.389uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時間60min。

使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.15）三組并聯(lián)，則L=90×2×1.15/3=69H ，則：

試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√69×0.389×10-6)=30.72Hz

試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×30.72×0.389×10-6×52×103=3.9A

3、110kV/300mm2電纜0.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.0735uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時間60min。

使用電抗器三節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.15）兩組并聯(lián)，則L=90×3×1.2/2=162H ，則：

試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√162×0.0735×10-6)=46.12Hz

試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×46.12×0.0735×10-6×128×103=2.79A

4、110kV/120MVA主變?nèi)^緣交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時間1min。

使用電抗器四節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.25），則L=90×4×1.25=450H ，則：

試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√450×0.02×10-6)=53.05Hz

試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×53.05×0.02×10-6×160×103=1.07A

滿足實(shí)驗(yàn)要求。

六、 試驗(yàn)時設(shè)備組合方式

七、 系統(tǒng)配置參數(shù)

(一) 變頻電源NEPRI-XZ-18kW                                          1臺

1) 額定輸出容量：18kW

2) 工作電源：220/380±10%V（三相），工頻

3) 輸出電壓：0–400V

4) 額定輸入電流：45A

5) 額定輸出電流：45A

6) 電壓分辨率：0.01kV

7) 電壓測量精度：1.5%

8) 頻率調(diào)節(jié)范圍：30–300Hz

9) 頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz

10) 頻率穩(wěn)定度：0.1%

11) 運(yùn) 行 時 間：額定容量下連續(xù)60min

12) 溫    升：額定容量下連續(xù)運(yùn)行60min元器件**溫度≤65K

13) 噪 聲 水 平：≤50dB

14)   尺寸（長寬高mm）：540×380×420

15)   重  量：約25kg

(二) 激勵變壓器NEPRI-JL-18kVA/4/8/16kV/0.4kV                         1臺

1) 額定容量：18kVA

2) 輸入電壓：0-400V

3) 輸出電壓：4/8/16kV

4) 結(jié)    構(gòu)：干式

5) 尺寸（長寬高mm）：520×520×460

6) 重    量：約150kg

(三) 高壓電抗器NEPRI-DK-67.5kVA/45kV                                 6節(jié)

1) 額定容量：67.5kVA;

2) 額定電壓：45kV

3) 額定電流：1.5A

4) 電 感 量：90H/單節(jié)

5) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結(jié)    構(gòu)：干式

7) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：?342×435

8) 重    量：約85kg

(四) 電容分壓器NEPRI-FY-500pF/270kV                                  1套

1) 額定電壓：270kV 

2) 高壓電容量：500pF

3) 介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%

4) 分 壓 比：3000：1

5) 測量精度：有效值1.5級

6) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：?140×1000

7) 重    量：約8kg

八、 供貨清單

九、 參考實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

DL/T474.4-2006            《現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則－交流耐壓試驗(yàn)》

DL/T1015                  《現(xiàn)場直流和交流耐壓試驗(yàn)電壓測量系統(tǒng)的使用導(dǎo)則》

GB/T311.1-1997            《高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合》

GB191-2000                《包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志》

JB/T9641-1999             《試驗(yàn)變壓器》

IEC358(1990)              《耦合電容器和電容分壓器》

GB4793-1984               《電子測量儀器安全要求》

GB/T3859.2-1993          《半導(dǎo)體變流器應(yīng)用導(dǎo)則》

GB/T2423.8-1995          《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》

DL/T849.6-2004            《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置》

國科電研串聯(lián)諧振方案405kVA-270kV.doc

國科電研串聯(lián)諧振方案405kVA-270kV.pdf