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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kV電纜1.5公里交流耐壓試驗設備（串聯(lián)諧振裝置）

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(diào)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(nèi)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(nèi)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
技術方案
適用范圍
1. 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。
2. 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。
中試控股系統(tǒng)主要性能及參數(shù)
1、電源電壓：   220V±10%、50Hz；
  2、額定容量：  54KVA；
  3、輸出電壓：    54KV， 
  4、輸出電流：   1A，2A，
  5、輸出電壓波形:  正弦波；
6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；
7、允許連續(xù)工作時間：額定輸出電流下持續(xù)運行時間為60分鐘；
  8、輸出頻率范圍:     30～300Hz ；
    9、品質(zhì)因數(shù):         ≥30
10、系統(tǒng)噪聲:       ≤60db
11、系統(tǒng)測量精度:    1.0級
12、頻率分辨率:      0.01Hz
13、頻率不穩(wěn)定度:    ≤0.05%  
14、環(huán)境溫度：       -25℃～ +55℃  
相對濕度:       ≤90%
海拔高度:       ≤2000m
15、具備手動試驗/自動調(diào)諧/自動試驗模式。
16、具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。
17、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數(shù)設置功能。
18  具備過電壓、過電流、過熱保護功能。
19、具備閃絡保護功能,在試品發(fā)生閃絡時諧振回路失諧,電源立即停止輸出,屏幕提示“試驗失敗”及相關信息。
20、具備各種數(shù)據(jù)打印功能。

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(nèi)置過電壓保護,防止擊穿反擊。

串聯(lián)諧振試驗，變頻串聯(lián)諧振裝置包括：變頻源，勵磁變，電抗器，分壓器，電容器，控制箱

 變頻諧振耐壓試驗應是交流耐壓試驗，于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重、龐大，且大電流的工作電源在現(xiàn)場不易取得。采用串、并聯(lián)諧振交流耐壓試驗設備，其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸

對于試驗頻率范圍，國內(nèi)外有四種看法：第一類是寬頻范圍(30-300HZ)；第二類是工頻范圍；第三類是接近工頻；第四類是超低頻。

  根據(jù)國際大電網(wǎng)會議GIGRE的研究，得出頻率30-300HZ范圍內(nèi)，交聯(lián)聚乙烯電纜內(nèi)部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯的差別，是可信的，得到了普遍的采用，這種交流電壓可以重現(xiàn)與運行工況下相同的電場，并已證明是有效的方法，如江西電網(wǎng)電力設備預防性試驗規(guī)程就推薦30-300HZ的諧振耐壓試驗。

  串聯(lián)諧振耐壓試驗室利用電抗器的電感與被試品電容實現(xiàn)串聯(lián)諧振，這已經(jīng)成為高電壓試驗的新的方向和潮流，在國內(nèi)外得到了廣泛的應用。

  串聯(lián)諧振有調(diào)感式和調(diào)頻式兩種：調(diào)感式采用可調(diào)節(jié)鐵心氣息的電抗器，通過調(diào)節(jié)電感量，使回路處于工頻諧振狀態(tài)，其缺點是噪音大，機械結構復雜，設備笨重，搬運困難。

 調(diào)頻式采用固定電感電抗器，通過調(diào)節(jié)勵磁電源的頻率使其與試驗回路的固有頻率相同，串、并聯(lián)回路達到諧振狀態(tài)，從而在試品上產(chǎn)生高電壓或相對的大電流，達到試驗對試品耐壓試驗的目的，其特點是試驗設備體積小，重量輕，品質(zhì)因素高，使用方便。

  變頻諧振試驗裝置是利用無功補償原理,在完成發(fā)電機、電纜以及GIS組合電器的耐壓試驗是只需要較小容量和較低電壓的試驗電源就可以成功完成.同時,該試驗裝置還可用于變壓器、電流、電壓互感器等的現(xiàn)場試驗.這種試驗方法安全可靠,并能有效地檢出有絕緣缺陷的電氣設備.

       1 變頻諧振試驗的原理

       變頻諧振試驗的原理是利用組合設備的等效電容和已知電感量的高壓電抗器構成串聯(lián)回路,通過變頻電源調(diào)節(jié)試驗電源頻率使電路達到串聯(lián)諧振.這時,電容器和電抗器的無功功率平衡.

       2 變頻諧振系統(tǒng)的組件

       2.1 控制系統(tǒng)

       控制系統(tǒng)是變頻諧振系統(tǒng)的心臟模塊,它包含了所有的電子及控制模塊.所有的模塊放在一個控制柜中,操作屏在控制柜的上方,操作人員可以控制所有的功能、讀取新的測量值(電壓、頻率、電流等)、觀察系統(tǒng)的運行狀態(tài).三相橋式連接變頻器的作用是將三相主電源電壓轉(zhuǎn)換成為可調(diào)幅方波電壓,通過主回路開關取得三相線電壓傳送到6脈沖轉(zhuǎn)換器整流,然后提供給電容組.方波輸出電壓由轉(zhuǎn)換橋以需要的輸出頻率產(chǎn)生,輸出電壓的有效值通過調(diào)整脈沖寬度實現(xiàn)無級可調(diào).所有的控制信號由微處理器產(chǎn)生,系統(tǒng)產(chǎn)生一個預設頻率,或者自動將輸出頻率調(diào)整到諧振頻率.高壓系統(tǒng)根據(jù)操作人員的設置自動進行調(diào)諧,控制升壓、耐壓時間和關機.還可以通過設備的RS232接口與外部計算機聯(lián)接,從而控制整個系統(tǒng)進行自動測量.

       2.2 勵磁變壓器

       勵磁變壓器的作用是將控制單元的輸出變成諧振回路的輸入.其一次線圈和控制單元相連,二次線圈則取決于高壓回路的品質(zhì)因數(shù)的期望值.勵磁變壓器可以做在電抗器的內(nèi)部,或者做成獨立單元.

       2.3 高壓電抗器

       在諧振頻率下,電抗器與負載將勵磁方波電壓變成理想正弦波.高壓電抗器的參數(shù)選擇必須充分考慮到試品功率和頻率范圍.

       2.4 多級組合型電抗器

單級電抗器組合后可以滿足回路的優(yōu)配置,保證輸出電壓和頻率范圍,每級電抗器的電壓等級可以單獨確定.這種電抗器的優(yōu)點是組合方便、便于運輸,缺點是運行工況時間短.箱式電抗器是專門為電纜現(xiàn)場試驗設計的,為油浸式,自然冷卻電抗器.可以采用電容式瓷套管輸出,也可以采用電纜終端式回充SF6輸出.輸出的標準電纜成為系統(tǒng)的基本負載,與待測電纜的終端頭相連.

       2.5 電壓測量系統(tǒng)、耦合電容器和基本負載

       電壓測量系統(tǒng)包括一個分壓器和一個峰值電壓表,電壓表安裝在控制柜中,電壓值在操作屏上顯示.分壓器也可以當作耦合電容器和基本負載使用.在多級組合電抗器中,分壓器是獨立單元,而在SF6絕緣和箱型電抗系統(tǒng)中,分壓器已經(jīng)安裝到電抗器中.

       2.6 試驗參數(shù)

       試驗參數(shù)主要包括:①試品的等效電容C:這個參數(shù)主要依靠經(jīng)驗的積累,或通過生產(chǎn)廠家獲得;②試驗用電抗器的電感量L:原則是選擇使諧振頻率在30～300Hz;③回路的諧振頻率f:根據(jù)f=1/(2πlc)計算;④試驗電流I:根據(jù)I=ωCU計算;⑤試驗電壓U:電壓值的大小根據(jù)試驗規(guī)程具體確定.

       3 變頻諧振系統(tǒng)的應用和優(yōu)點

       3.1 應用

       變頻諧振系統(tǒng)應用,具體情況如下:①新安變、龍古變、官田變GIS的耐壓試驗;②110kV新安變、七里變、豐城變、洛舍變、西山變、高林變、前村變、塘南變等多座變電所主變的耐壓試驗;③織里變2公里長的10kV電纜耐壓試驗;④塘橋變、長超變35kV電容器電纜耐壓試驗;⑤橫街變主變電纜共計12根一次完成;⑥青山變35kV壓變耐壓.