變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置

   NEPRI-XZ-540kVA/270kV

一、 滿足試品范圍

1、10kV/300mm2長度8km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤3.004uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

2、35kV/300mm2長度4km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.778uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

3、110kV/630mm2長度0.5km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.092uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

4、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過160kV，試驗時間1min。

5、110kV電壓等級開關(guān)等電氣設(shè)備交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過265kV，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(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(shè)備重量輕體積小，在國內(nèi)外得到了廣泛好評和應(yīng)用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）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(luò)時閃絡(luò)保護動作并能記下閃絡(luò)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(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(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。

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(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(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：540kVA

2.   額定電壓：54kV；135kV；270kV

3.   額定電流：10A；4A；2A

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：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(luò)）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540kVA，分十節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為54kVA/27kV/2A/65H，

驗證：1、10kV/300mm2長度8km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤3.004uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min

使用電抗器八節(jié)并聯(lián)，則L=65/8=8.125H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√8.125×3.004×10-6)=32.22Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×32.22×3.004×10-6×22×103=13.38A

2、35kV/300mm2長度4km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.778uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min

使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.1）五組并聯(lián)，則L=65×2×1.1/5=28.6H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√28.6×0.778×10-6)=33.74Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×33.74×0.778×10-6×52×103=8.58A

3、110kV/630mm2長度0.5km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.092uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

使用電抗器五節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.3）兩組并聯(lián)，則L=65×5×1.3/2=211.25H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√211.25×0.092×10-6)=36.1Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×36.1×0.092×10-6×128×103=2.67A

4、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過160kV，試驗時間1min。

使用電抗器六節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.3），則L=65×6×1.3=507H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√507×0.02×10-6)=49.98Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×49.98×0.02×10-6×160×103=1A

滿足實驗要求。

六、 試驗時設(shè)備組合方式

七、 系統(tǒng)配置參數(shù)

(一) 變頻電源NEPRI-XZ-30kW                                      1臺

1) 額定輸出容量：30kW

2) 工作電源：380±10%V（三相），工頻

3) 輸出電壓：0–400V

4) 額定輸入電流：75A

5) 額定輸出電流：75A

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 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）：540×380×420

15)   重  量：約25kg

(二) 激勵變壓器

1、 NEPRI-JL-30kVA/1.5/3/6kV/0.4kV                               1臺

1) 額定容量：30kVA

2) 輸入電壓：0-400V

3) 輸出電壓：1.5/3/6kV

4) 結(jié)    構(gòu)：干式

5) 尺寸（長寬高mm）：580×580×520

6) 重    量：約175kg

2、 NEPRI-JL-15kVA/16kV/0.4kV                                    1臺

7) 額定容量：15kVA

8) 輸入電壓：0-400V

9) 輸出電壓：16kV

10) 結(jié)    構(gòu)：干式

11) 尺寸（長寬高mm）：480×420×385

12) 重    量：約80kg

(三) 高壓電抗器NEPRI-DK-54kVA/27kV                              10節(jié)

1) 額定容量：54kVA;

2) 額定電壓：27kV

3) 額定電流：2A

4) 電 感 量：65H/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80kg

(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、 參考實驗標準

DL/T474.4-2006            《現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)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(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(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：高壓諧振試驗裝置》

國科電研串聯(lián)諧振方案540kVA-270kV  10節(jié).doc

國科電研串聯(lián)諧振方案540kVA-270kV  10節(jié).pdf