變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置

  NEPRI-XZ-135kVA/108kV

一、 滿足試品范圍

1、10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗，電容≤1.1265uF, 試驗頻率30-300Hz,試驗電壓22kV, 試驗時間5min。

2、10kV/2000kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.01uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過28kV，試驗時間1min。

3、10kV開關等變電站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。

4、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

5、35kV/6300kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.01uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓68kV,試驗時間1min。

6、35kV開關等變電站設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過95kV，試驗時間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)諧振耐壓試驗裝置，采用調節(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，在國內外得到了廣泛好評和應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：

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

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可以在規(guī)定范圍內任意設定，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。

6、采用DSP平臺技術，可根據(jù)用戶需要增減功能和升級，人機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，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

8、設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，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的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。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，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(lián)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(shù)百倍。串聯(lián)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。

11、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。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(xiàn)任何恢復過電壓。

四、 主要技術參數(shù)

1.   額定容量：135kVA

2.   額定電壓：27kV；54kV；108kV

3.   額定電流：5A；2.5A；1.25A

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(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘

11. 溫    升：額定負載下連續(xù)運行60min后溫升≤65K

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

13.     環(huán)境溫度：－20℃-55℃

14. 相對濕度：≤90%RH

15. 海拔高度:≤3000米

五、 裝置容量驗證

裝置容量定為135kVA，分四節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為33.75kVA/27kV/1.25A/100H，

驗證：1、10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗，電容量≤1.1265uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

使用四節(jié)電抗器并聯(lián)，L=100/4=25H

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√25×1.1265×10-6)=30Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×30×1.1265×10-6×22×103=4.67A

2、10kV/2000kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.01uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過28kV，試驗時間1min。

使用兩節(jié)電抗器串聯(lián)（互感系數(shù)1.15），L=100×2×1.15=230H，配20000pF/40kV補償電容器

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√230×0.03×10-6)=60.59Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×60.59×0.03×10-6×28×103=0.32A

4、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

使用兩節(jié)電抗器串聯(lián)（互感系數(shù)1.15）兩組并聯(lián)，L=100×2×1.15/2=115H

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√115×0.1945×10-6)=33.65Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×33.65×0.1945×10-6×52×103=2.14A

5、35kV/6300kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.01uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓68kV,試驗時間1min。

使用四節(jié)電抗器串聯(lián)（互感系數(shù)1.25），L=100×4×1.25=500H，配10000pF/80kV補償電容器

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√500×0.02×10-6)=50.33Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×50.33×0.02×10-6×68×103=0.43A

滿足實驗要求。

六、 試驗時設備組合方式

七、 系統(tǒng)配置參數(shù)

(一) 變頻電源NEPRI-XZ-7.5kW                                      1臺

1) 額定輸出容量：7.5kW

2) 工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻

3) 輸出電壓：0–400V

4) 額定輸入電流：18.75A

5) 額定輸出電流：18.75A

6) 電壓分辨率：0.01kV

7) 電壓測量精度：1.5%

8) 頻率調節(jié)范圍：30–300Hz

9) 頻率調節(jié)分辨率：≤0.1Hz

10) 頻率穩(wěn)定度：0.1%

11) 運 行 時 間：額定容量下連續(xù)60min

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

13) 噪 聲 水 平：≤50dB

14)   尺寸（長寬高mm）：400×280×400

15)   重  量：約10kg

(二) 激勵變壓器NEPRI-JL-7.5kVA/1.5/3/6kV/0.4kV                    1臺

1) 額定容量：7.5kVA

2) 輸入電壓：0-400V

3) 輸出電壓：1.5/3/6kV

4) 結    構：干式

5) 尺寸（長寬高mm）：450×330×430

6) 重    量：約50kg

(三) 高壓電抗器NEPRI-DK-33.75kVA/27kV                             4節(jié)

1) 額定容量：33.75kVA;

2) 額定電壓：27kV

3) 額定電流：1.25A

4) 電 感 量：100H/單節(jié)

5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結    構：干式

7) 尺寸（內徑高mm）：?302×435

8) 重    量：約55kg

(四) 電容分壓器NEPRI-FY-1000pF/110kV                              1套

1) 額定電壓：110kV

2) 高壓電容量：1000pF

3) 介質損耗：tgσ≤0.5%

4) 分 壓 比：1500：1

5) 測量精度：有效值1.5級

6) 尺寸（內徑高mm）：?140×1000

7) 重    量：約8kg

(五)    補償電容器NEPRI-BC-10000pF /80kV(出一個40kV抽頭)            1套

1) 額定電壓：80kV/40kV

2) 高壓電容量：10000/20000pF

3) 尺寸（內徑高mm）：?140×1000

4) 重    量：約10kg；

八、 供貨清單

九、 參考實驗標準

DL/T474.4-2006            《現(xiàn)場絕緣試驗實施導則－交流耐壓試驗》

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

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

GB191-2000                《包裝儲運圖示標志》

JB/T9641-1999             《試驗變壓器》

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          《半導體變流器應用導則》

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

DL/T849.6-2004            《電力設備專用測試儀器通用技術條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》

國科電研串聯(lián)諧振方案135kVA-108kV  帶補償.doc

國科電研串聯(lián)諧振方案135kVA-108kV  帶補償.pdf