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電力技術

變壓器耐壓試驗儀（電科院）

時間：2022-11-24

中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器耐壓試驗儀（電科院）

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

| 參考標準：DL/T 474.4-2018

簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?
變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發電機、電動機、熔斷器、電容器、隔離開關、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統的交流耐壓試驗。

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ZSBP-405kVA/108kV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。適用電壓等級：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的電壓等級規格。

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）。

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

適用范圍
1、滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.025uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤72kV。試驗時間：1分鐘
2、滿足35kV/300橫截電纜3000米的交流耐壓試驗，電容≤0.6Uf,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。試驗時間：1小時

系統技術規范及性能
4.1 系統技術參數
4.1.1 額定輸出電壓： 0～108kV
4.1.2 諧振電壓波型：正弦波，波形畸變率＜1.0%
4.1.3 最大被試品電流； 2.5A 7.5A
4.1.4 最大試驗容量： 405kVA
4.1.5 輸出頻率： 30～300Hz
4.1.6 工作時間：滿功率輸出下，連續工作時間60min
4.1.7 品質因素： 30～90
4.1.8 輸入工作電源：三相380V±5%，50Hz
4.1.9 環境溫度：－15℃～+40℃
4.1.10 相對濕度：＜90RH%，無凝露狀況
4.1.11 海拔高度：＜5000m
4.2 系統的性能特點
4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，完全自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。
4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。
4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。

裝置容量確定
設備裝置容量設計為405KVA/108kV，分6節電抗器，電抗器單節為27KV/2.5A/52H組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。
六、主要部件的技術規范及性能
1、變頻控制電源25KW 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: 25KW
c) 工作電源: 交流220V/380V、50Hz 。兩種電源都可使用
d) 輸出電壓: 0～500V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流: 50A
g) 輸出波形:正弦波, 波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍: 30～300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
k) 變頻電源采用高性能專用微機控制電壓、頻率調節
l) 變頻電源配備專用引線和插頭與其他設備進行連接。
m) 保護：具有過壓、過流、過熱、放電保護功能。
n) 具備手動試驗/自動試驗兩種模式。
具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率、勵磁電流、勵磁電壓、試驗時間等。
具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能及各種數據打印功能。
O) 重量： 25Kg
2、勵磁變壓器25KVA 1臺
a) 額定容量: 25KVA
b) 輸入電壓: 500V
c) 輸出電壓： 2KV ；4KV；
d) 工作頻率范圍： 30～300Hz
e) 連續運行時間: 大于1小時
f) 電壓比測量誤差: 小于1%
g) 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。
h) 重量： 90Kg ;
3、高壓電抗器 67.5/27 6臺
a) 額定容量： 67.5KVA
b) 額定電壓： 27KV
c) 額定電流： 2.5A
e) 品質因素： Q≥30
f) 結構：干式；
g) 重量： 70Kg/臺
h) 連續運行時間：≥ 1小時
4、電容分壓器 110/0.001 UF 1臺
a) 額定電壓： 110KV
b) 工作頻率： 30～300Hz
c) 分壓比： 1000：1
d) 分壓比誤差： ≤1%,
e) 測量精度：交流有效值1.0級
f) 介質損耗： tgδ≤0.5% ;
g) 重量： 30Kg
h)高﹑低壓臂的電容采用一致的介質結構,溫度系數小,角位移小,在30-300HZ內分壓比不變。

基本配置
1、變頻電源 25KW 臺 1
2、勵磁變壓器 25KVA 臺 1
3、高壓電抗器 67.5/27(27KV/2.5A) 臺 6
4、電容分壓器 110/0.001UF(110KV) 臺 1
5、附件箱含測試線一套套 1

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：就是做耐壓試驗的設備，它是為了滿足大容量的被試品要求而研發的設備。它是一套組合設備，為了耐壓試驗能順利準確地進行，針對不同被試品，串聯諧振裝置的組件是不同的。所以請務必準確選型，技術部為您量身制定選型方案。

中試控股ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置產品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業以及電力工作者信賴的好伙伴。

中試控股踐行“精細制造，深耕技術”產出ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置優質產品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。

ZSBP-405kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

工作電源： 380/220V±15%/50Hz±5% 隨著電力系統應用技術的革新與發展，交聯聚乙烯電力電纜(XLPE)在很多領域逐漸取代油浸紙絕緣電纜得到廣泛應用，為檢驗投運前電纜的敷設和安裝質量和投運后電纜的絕緣強度，都應對電纜進行耐壓試驗。計控廠電力試驗車間負責本鋼各級廠礦變電所、配電站的各種高壓設備的絕緣檢測和保護試驗。多年來一直采用直流耐壓手段對交聯電纜進行絕緣強度的考核，直流耐壓對于 XLPE 電纜可產生絕緣破壞的積累效應，從而加速電纜絕緣的老化、劣化，增加電纜接地、短路的故障率，威脅系統運行安全。實踐證明，只有對電纜進行交流耐壓，才能有效減少對絕緣的破壞程度，提高電纜運行壽命。近年來，經過短暫應用的超低頻 0． 1HZ 耐壓試驗就其等效性還有待進一步研究，并且由于試驗設備容量所限只能用于 10KV 及以下電纜的耐壓試驗。早期檢測電纜絕緣強度和絕緣狀況的技術手段通常采用直流耐壓手段，該項技術雖然具有試驗容量低、試驗效果直觀等優點，但其試驗機理不是模擬高壓電氣設備運行狀況，并且對電纜造成潛在的運行危害，對于交聯聚乙烯電力電纜(XLPE)采用直流耐壓技術所存在的弊端主要表現在以下幾個方面:

(1)由于直流電壓施加于電纜絕緣上時所形成的電場分布與交流電場不同，所以直流耐壓試驗不能真實反映被試電纜在運行狀態下的過電壓能力。

(2)研究表明，基于 XLPE 電纜結構的特點，其具有存積單極性殘余電荷的能力，在直流電場作用后，存積的殘余電荷若不能有效的釋放掉，投運后疊加在直流殘余電荷上的交流電壓峰值可能致使電纜發生擊穿。

(3)在對 XLPE 電纜進行直流耐壓試驗時，由于空間電荷效應的作用，施加于被試電纜絕緣上的電場強度可比電纜絕緣工作電場強度高十幾倍，即便通過了直流耐壓試驗，被試電纜的絕緣也將受到嚴重的損傷。

(4)XLPE 電纜致命的一個弱點使絕緣內易產生水樹枝，一旦產生水樹枝，在直流電壓下會迅速轉變為電樹枝，并形成放電，加速了絕緣劣化，以致于運行后在工頻電壓作用下形成擊穿。

串聯諧振基本原理

變頻串聯諧振的等效性經國內外研究已經得到了普遍的認可，并得到了廣泛的推廣應用。變頻串聯諧振耐壓試驗方法是通過合理配置試驗回路中的電容器、電抗器，并改變試驗系統的試驗頻率(范圍30 － 300HZ)，人為造成試驗回路諧振，使試品上的電流大部分為容性電流與感性電流相減后電流，試品消耗的功率僅接近電源有功功率，從而有效降低

試驗電源容量，試驗設備重量大大減輕。

串聯諧振電源在電力系統應用的優點

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置具有如下優點(特點):

(1)所需的試驗電源的容量較小。依據串聯諧振原理，被試品上的試驗電壓為電源電壓的 Q 倍(Q為品質因數，一般大于 30)，即品質因數 Q 越高，所需試驗電源的容量越小。

(2)成套設備靈活、輕便。由于試驗裝置的諧振電抗器可以根據需要采用串并聯方式使用，單體設備可以做的輕便靈活，單體重量可以大大減輕，適合于流動現場的使用。

(3)輸出電壓的波形良好。由于諧振電抗器 L與被試品 Cx 構成的高壓諧振回路是一個良好的濾波回路，因此，被試品 Cx 上獲得的電壓波形為良好的正弦波。

(4)對被試品的破壞作用小。當被試品的絕緣薄弱部位被擊穿時，諧振回路將失去諧振條件，高壓回路和低壓回路的電流會快速減小，可防止大的短路電流對擊穿點的過分燒蝕，使被試品受到的損傷降到最低。

(5)防止恢復過電壓的產生，試品發生擊穿時，因處于諧振狀態，高電壓隨即消失，電弧瞬間熄滅，由于恢復電壓的再建立過程很長，從而防止任何恢復過電壓。

由于諧振電路具有良好的選擇性，在通信與電子技術中得到了廣泛的應用。比如，串聯諧振時電感電壓或電容電壓大于激勵電壓的現象，在無線電通信技術領域獲得了有效的應用，例如當無線電廣播或電視接收機調諧在某個頻率或頻帶上時，就可使該頻率或頻帶內的信號特別增強，而把其他頻率或頻帶內的信號濾去，這種性能即稱為諧振電路的選擇性。所以研究串聯諧振耐壓試驗裝置有重要的意義，下面就以中試控股諧振耐壓試驗裝置為例來分析耐壓試驗裝置的結構。

串聯諧振耐壓實驗裝置結構分析

1.1.1 電源

1. 380V的市電,詳細接法請務必按照。

2. 4.4.0勵磁變壓器接法的說明中連接!

1.1.2 操作面板說明

1. 電源開關：負責計算機部分的電源供給。

2. 電源指示：總電源上電指示，空氣開關合上時點亮。

3. 復位：負載失諧、變頻源過熱以及其它保護動作后的故障復位。

4. 停止：發生緊急情況的應急中斷按鍵。

5. 信號：用于接入分壓器低壓臂，最大電壓 100V，輸入阻抗 10M。

6. 接地：用于系統安全接地。

7. 液晶顯示器：用于系統各參數、波形、菜單等的顯示。

8. 輸入：電源接入。10KW 以下通過中間變壓器接入，10KW 以上直接在 380V

電源電源的兩根火線上接入。

9. 輸出：調頻電源輸出至勵磁變壓器輸入。

10. 大容量控制臺的輸入輸出的接線柱在箱體背面的下部分。

1.1.3 接通電源：

操作箱在上電后啟動“電源開關”,“電源指示”燈亮，液晶點亮顯示。注意：儀器兩側開孔處的風扇在運行則表示表示儀器內部功率器件正常工作。否則表示儀器內部過熱或上次試驗時沒有復位。此時應該切斷電源，將儀器置于通風處靜置1小時左右，待內部適當降低溫度后再啟動電源。當風扇經常性的不啟動時，建議立即與廠家聯系。當設備出現不可恢復性故障時，請不要自行拆卸儀器。

1.2.0 觸摸屏顯示器：調頻電源的控制屏幕為全觸摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置輕輕點擊，即可以進行操作。

1.2.1 開機后，液晶的顯示界面如圖 2 所示。