JL1006-900kVA/60kV 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置（油浸式技術方案）

1、 串聯諧振基本原理：

1．1諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯回路，調節變頻電源輸出的電壓頻率，實現串并聯諧振，在被試品上獲得高電壓，是當前高電壓試驗的一種新方法，深受專家好評，在國內外已經得到廣泛的使用。

2、 串聯諧振試驗裝置特點：

2．1串聯諧振試驗裝置具有輸出容量大，輸出電壓高、可任意組合電抗器針對不同試品的交流耐壓試驗。

2．2串聯諧振試驗裝置具有體積小、重量輕、特別方便野外試驗。

2．3串聯諧振試驗裝置具有保護功能好、有過壓保護、過流保護、時間保護、閃絡保護、過熱保護、模塊保護等功能。

2．4變頻串聯諧振試驗裝置具有操作簡單，并具有手動、半自動和自動三檔。

2．5串聯諧振試驗裝置采用大屏幕、使試驗數據一目了然，并可打印試驗結果。

2．6變頻串聯諧振試驗裝置部分材料采用進口元器件，使設備性能更加穩定、耐用。

2．7串聯諧振試驗裝置具有試品擊穿后無過電壓之虞，對試品的損壞相當小。

2．8串聯諧振試驗裝置試驗所需電源容量小，僅是工頻變壓器試驗所需電源容量的幾分之一，解決現場電源難找的問題。

3、設備制造引用和執行標準

DL/T849.6—2004      高壓諧振試驗裝置；

GB 6450—1986       干式電力變壓器；

DL/T848.2—2004      試驗變壓器；

GB/10229—1988       電抗器；

GB/T11920—1989      控制裝置通用技術條件；

GB/T16927.1—1997    高電壓試驗技術；

IEC358—1990         耦合電容器和電容分壓器。

4、適用范圍：

4．1滿足400mm²/35kV電纜，長度5km交流耐壓試驗。

5、設備具體配置

5.1 試驗要求：

5．1．1．400mm²/35kV交聯電纜的交流耐壓試驗，長度5km，等效電容量0.209uF/km，其試驗電壓52kV，試驗頻率30～300Hz，試驗時間60min×3。

5．2 電抗器的設計：

5．2．1．240mm²/35kV交聯電纜的交流耐壓試驗，長度5km，等效電容量0.209uF/km，其試驗電壓52kV，試驗頻率30～300Hz，試驗時間60min×3。

當頻率為35Hz時：

試驗電流I=ωC_XU_試=2×3.14×35×0.209×5×52×10^-3=12A

對應電抗器電感量L=1/ω²C =19.8H

5．3 電抗器的配置：

5．3．1．做400mm²/35kV交聯電纜交流耐壓試驗，其試驗電壓52kV，將電抗器分1臺，每臺電抗器電壓為60kV，每臺電流為15A，每臺電感量為20H。

5．3．2．使用1臺電抗器串聯，額定電壓60kV，額定電流15A，電感量20H，滿足400mm²/35kV電纜長度5km的交流耐壓試驗。

驗證：

1) 400mm²/35kV交聯電纜的交流耐壓試驗，長度5km，等效電容量1.045uF，其試驗電壓52kV，試驗頻率30～300Hz，試驗時間60min×3。

☆：使用1臺電抗器串聯，其電感量為20H，額定電壓為60kV，額定電壓為15A。

試驗頻率：f=1/2π√LC =34.8Hz

試驗電流I=ωC_XU_試=2×3.14×34.8×1.045×52×10^-3=11.9A

5．4 勵磁變壓器的配置

5．4．1．因品質因數Q值在額定負載下不小于25，所以，勵磁變壓器為電抗器總容量900kVA，除以品質因數25得36kVA取40kVA。

5．4．2．為方便搬運，配置1臺勵磁變壓器規格為40kVA/1.25kV/2.5kV。

5．5 變頻電源的配置：

5．5．1．變頻電源的容量等于或大于勵磁變壓器的容量取40kVA。

5．5．2．配置的變頻電源的規格為40kVA。

5．6 電容分壓器的配置

5．6．1．因zui高試驗電壓為52kV，所以，電容分壓器電壓為60kV、電容量為10000PF。

5．6．2．配置1臺的電容分壓器規格為60kV/0.02uF。

6、設備配置一覽表

7、主要功能及參數：

7．1變頻諧振試驗裝置系統參數：

7．1．1．輸入電壓：380V±10%   50Hz；

7．1．2．額定輸出電壓調節范圍：0 ~ 60kV；

7．1．3．zui大試驗容量：900kVA；

7．1．4．諧振電壓波形：正弦波、畸變率：≤0.5%；

7．1．5．輸出電壓不穩定度：≤0.5%；

7．1．6．輸出頻率范圍：25～320Hz；

7．1．7．頻率調節分辨率：0.01Hz；

7．1．8．品質因數Q值：額定負載下不小于50；

7．1．9．絕緣水平：1.2倍額定電壓耐壓1min；

7．1．10．額定電流下連續運行時間不低于180min；

7．1．11．電壓測量精度：1級；

7．1．12．噪聲：≤45dB；

7．1．13．該裝置配備以下保護功能：

設備有手動試驗、自動調諧及自動試驗；

過電壓保護、過電流保護、放電保護、斷電保護、零啟動保護。

試驗數據大屏幕顯示、中文菜單、可打印輸出、打印機為嵌入式。

7．2 變頻電源：

7. 2. 1 技術參數

輸入工作電源：380V±10%   50Hz           

額定輸出功率：40kVA

輸出電壓：0～400V  

zui大輸出電流：100A

輸出頻率：30～300Hz  

頻率調節細數：0.01 Hz

不穩定度：＜0.05%

電壓分辨率：0.01kV

電壓測量精度：1.5%

運行時間：額定容量下連續60min

額定容量下連續運行60min元器件zui高溫度≤65K;

噪聲水平：≤50dB

7. 2. 2 性能特點：

7. 2. 2. 1 試驗模式：手動模式、自動模式、半自動模式。

a．手動試驗模式： 具有調壓、調頻、分段加壓，分段計時、存取數值等功能。

b．自動試驗模式：根據所設定的試驗參數，自動進行調頻、找諧、升壓、計時、降壓、切斷主回路并轉到試驗結果界面。

7. 2. 2. 2參數顯示：可顯示輸出頻率、電壓、電流、時間、設置參數、試驗結果、保護信息等。

7. 2. 2. 3參數設置：可對試驗電壓、加壓時間、試驗模式、頻率模式、測量分壓器量程等參數進行設置或選擇，有各類顯示值的切換按鈕，在試驗過程中可根據需要任意切換顯示內容。

7. 2. 2. 4保護功能及其信息提示：具備高壓過壓（軟、硬件雙重保護）低壓過壓、低壓過流保護以及失諧保護、零位、超溫、放電保護等多重保護功能，信息提示內容包括：故障報警提示，保護動作提示、操作功能提示及鋪助信息提示。

7. 2. 2. 5 數據存儲功能：試驗結果保存、打印、回查等。

a．試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，當試驗發生中斷時，可提示中斷愿因，可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄。

b．數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上，可將數據輸出打印。

7. 2. 2. 6自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1%。

7. 2. 2. 7雙重監控系統：即有大屏幕多重界面及數據顯示，又加裝指針式電壓表、直觀反映加壓過程，獨有的雙重監控系統，特別符合高壓試驗的習慣要求。

7. 2. 2. 8雙重過壓保護功能：

a．過壓保護自動整定功能：軟件過壓保護值設置不當時，系統自動修正為當次試驗電壓的1.1倍.

b．獨立的硬件過壓保護：通過面板上的編碼開關整定保護值，一目了然完全由硬件獨立實現過壓保護功能，不受干擾，AQ可靠。

7. 2. 2. 9 分壓器分節設置功能：根據配用分壓器情況，正確設置分壓器節數，系統自動確定對應的分壓比，因此無須換算，顯示屏直接讀取，同時可對壹臺以上不同分壓器本體進行對應設置，解決了變頻電源只能一對一配套分壓器的難題。

7. 2. 2. 10 軟件校表功能：此為隱蔽式功能，必須可提供給用戶，軟件完成，無須變動硬件，方便設備檢驗時用戶自行操作校準表計。

7．3單臺勵磁變壓器

7．3．1．結構形式：單相、油浸式；

7．3．2．額定容量：40kVA；

7．3．3．輸入電壓：400V；

7．3．4．輸入電流：100A；

7．3．5．輸出電壓：1.25kV/2.5kV；

7．3．6．輸出電流：32A/16A；

7．3．7．工作頻率：30～300Hz；

7．3．8．溫升：額定容量下運行60min線圈對空氣的溫升不大于60K；

7．3．11．性能及特點：

a.高壓側設有氧化鋅避雷器保護。

b.絕緣耐熱等級為A級，風冷式。

c.高、低壓繞組及貼芯間設有靜電屏蔽層，即作為勵磁變壓器，又是隔離變壓器。

d.接線端子有明顯標志，接地端有明顯接地符號或接DI標志。

e.鐵殼式結構，外表面涂漆保護。

7．4 單臺高壓電抗器

7．4．1．結構形式：油浸式；

7．4．2．額定容量：900kVA；

7．4．3．額電電壓：60kV；

7．4．4．額定電流：15A；

7．4．5．額定電感量：20H；

7．4．6．工作頻率：30～300Hz；

7．4．7．溫升：額定電流下運行60min

電抗器對空氣的溫升不大于60K；

7．4．8．性能及特點：

a.電抗器設計采用單芯干式結構，漆包線繞組，電抗器可以自由方便疊裝。環氧樹脂絕緣筒外殼，具有足夠的電氣、機械強度，必要的散熱能力以及熱脹冷縮的裕度。外殼上下蓋板、上下法蘭均采用不導磁材料。電抗器配備可靠的起吊ZY設施，外殼為橘紅色。

b.電抗器配有均壓環，均壓環考慮高壓電抗器疊裝時的電壓，采用鋁合金材料，并采取防止在強磁場下短路環流時均壓環發熱。均壓環尺寸保證在額定電壓下不起暈。電抗器串聯安裝時上部的均壓環采用雙環結構。

c.電抗器內部結構在經過正常的鐵路、公路運輸后相互位置不變，緊固件不松動。

7．5 電容分壓器

7．5．1．結構形式：電容式；

7．5．2．額定電壓：60kV；

7．5．3．額定電容量：10000pF；

7．5．4．工作頻率：30～300Hz；

7．5．5．測量精度：≤1.0%；

7．5．6．性能及特點：

a.額定電壓下可連續運行3小時。

b.在30～300Hz范圍內，其精度和穩定度保持不變。

c.在20℃溫度下電容分壓器介質損耗值≤0.0025

d.電容分壓器配有支撐底架，具有足夠的穩定性。

e.電壓測量通過ZY測試引線引至調頻電源進行測量。