变频串联谐振谐振试验装置

一、工作环境

1. 环境温度：－15⁰C –40 ⁰C;

2. 相对湿度：≤90%RH;

3. 海拔高度:  ≤3500米；

二、变频串联谐振谐振试验装置主要适用范围

  1、满足630mm²,110kV电缆交流耐压试验，长度2km，电容≤0.376uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤128kV。

  2、满足1000mm²,220kV电缆交流耐压试验，长度1km，电容≤0.168uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤216kV。

  3、满足220kV以下GIS,开关，互感器交流耐压试验，试验频率30~300Hz,试验电压U≤460kV。

三、系统技术规范及性能

1 系统技术参数

1.1 额定输出电压：       0～500kV

1.2 谐振电压波型：       正弦波，波形畸变率＜1.0%

1.3 最大被试品电流；       5A(500kV);10A(250kV)

 1.4 最大试验容量：         2500kVA

1.5 输出频率：       30～300Hz

1.6 工作时间：       满功率输出下，连续工作时间60min

1.7 品质因素：         30～90

1.8 输入工作电源：     三相380V±5%，50Hz

1.9 环境温度：         －15℃～+40℃

1.10 相对湿度：         ＜90RH%，无凝露状况

1.11 海拔高度：         ＜5000m

1.12 噪声：        ≤50dB

2 系统的性能特点

2.1 充分利用我公司在电子测量技术和电磁兼容方面的优势，设计和生产该套设备所有组成部分包括：变频电源、激励变压器、浇注式高压电抗器和稿精度电容分压器。

2.2 具备手动/自动模式、大屏幕显示、试验参数设置，并具有自动计时及操作提示功能。

2.3 变频串联谐振谐振试验装置具备多项保护功能，如：过压、过流保护、放电保护、失谐保护等。

四、装置容量确定

满足1000mm²,220kV 电缆交流耐压试验，长度1km，电容≤0.168uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤216kV。

频率取33Hz

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×33×0.168×10^-6×216×10³=9.8A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=65H

设计二节1250kVA/250kV/5A/130H电抗器，将两节电抗器250kV并联使用,装置总容量为1250kVA。

验证：满足630mm²,110kV电缆交流耐压试验，长度2km，电容≤0.376uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤128kV。

使用电抗器250kV两节并联，此时电感量为L=130/2=65H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√65×0.376×10^-6)=30.8Hz。

试验电流I=2πfCU_试 =2π×30.8×0.376×10^-6×128×10³=10A。

结论：装置容量定为2500kVA/500kV，分两节电抗器，电抗器单节为1250kVA/250kV/5A/130H，使用电抗器组合能满足上述被试品的试验要求。

五、试验时使用关系表

六、主要部件的技术规范及性能

1 变频电源控制箱ZTF-100kVA/0.4kV    1台

1.1 技术参数  

7.1.1.1 输入工作电源： 三相380V±5%，50Hz。

1.1.2 输出电压和电流： 0～400V，最大电流250A。

1.1.3 输出频率：  30～300Hz，频率调节细度0.1Hz，不稳定度＜0.05%。

1.1.4 额定输出容量：  100kVA

1.1.5 外形尺寸和重量： 800×580×500mm；80kg  

1.2 性能特点

1）变频电源的放置为纵向和横向，特别适合现场操作及观察；

2）内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和保护铝箱，可有效减缓运输中的颠簸震动和吊装时的冲击。保证了变频电源的长期稳定性和可靠性；

3）参数显示：触摸大屏幕液晶界面显示系统

可显示谐振电压(即试验前设置的目标电压)、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间、过压保护、过流保护、闪络保护、阶段升压及阶段计时、操作模式切换、电容，电感，频率互换计算、参数查询等, 还可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性；

4）参数设置：大屏幕触摸液晶彩屏完成各种参数的设置，可对起始频率、终止频率、起始电压、阶段升压和计时、测量分压器变比、激励变变比、过压保护、过流保护、闪络保护、试验模式、电容电感频率互换计算、参数设置提示以及帮助等参数进行设置或选择；

5）试验模式：触摸屏操作，有全自动、半自动、手动三种运行状态。具备升压、调谐（含手动、自动）、分段加压和计时、运行状态、模式切换、故障提示、电容电感频率互换计算功能等；

6）保护功能及其信息提示：具备高压过压保护、低压过流、过流保护，以及失谐保护、零位、闪络保护、紧急停机、欠压保护等多重保护功能；

7） 数据存储功能：试验结果保存、打印、上传、回查等

① 试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，当试验发生中断时，可提示中断状态。可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存200次试验记录；

② 数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上，同时具有USB接口，可将数据输出打印或利用设备所携带打印机打印；

8）自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1.0%；

9）调频范围及频率分辨率均可设定：调频范围可设为30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需设置，可加快调谐过程；频率分辨率根据需要，可预设为0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、或0.01Hz，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡；

10）频率调节分为粗调和细调，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移；

2 激励变压器 JLB-100kVA/4kV/7.5kV/25kV/0.4kV     1台

配置特点：将高电压、小电流、短时间与低电压、大电流、长时间的试品试验分开处理，配置不同抽头励磁变，以保证励磁变压器的最大利用率及重量最轻。

2.1 技术参数                   

2.1.1 额定容量：  100kVA      

2.1.2 输入电压：   0～400V    

2.1.3 输出电压：    4kV ;7.5kV;25kV     

2.1.4 工作频率范围：  30～300Hz      

2.1.5 工作时间：   60min      

2.1.6 外形尺寸和重量：1200×800×1400mm；1200kg 

2.1.7 适用范围：   电气主设备试验及电缆试验

2.2 性能特点

2.2.1 激励变为油浸式结构。

2.2.2 高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既是励磁变压器，又是隔离变压器。

2.2.3 内置过压保护，防止击穿反击。

3 高压谐振电抗器 DK-1250kVA/250kV2台

3.1 技术参数

3.1.1 额定最高工作电压：  250kV（有效值）

3.1.2 额定最大工作电流：  5A（有效值）

3.1.3 额定容量：       1250kVA

3.1.4 额定电感量：     130H

3.1.5工作频率：            30～300Hz

3.1.6 工作时间：       60min

3.1.7 外形尺寸和重量：      φ1000×1500mm；1500kg/台

3.2 性能特点

3.2.1 高压谐振电抗器采用油浸式结构，外有憎水层，防潮性能好，绝缘耐热等级F级。

3.2.2 电抗器为便携式，体积小，重量轻。

3.2.3 电抗器配有防涡流绝缘底座，串联时分组重叠，以降低总体高度减轻劳动强度，增强安全稳定性。

4 电容分压器 FC-500kV/1000pF    1台

4.1 技术参数

4.1.1 工作方式：      纯电容式

4.1.2 额定电压：     500kV有效值

4.1.3 额定电容量：   1000pF

4.1.4 工作频率：      30～300Hz

4.1.5 测量误差：      ＜1.5%

4.1.6 外形尺寸和重量：     φ160×1500mm；8kg(2节)

4.2 性能特点

4.2.1 额定电压下可连续运行1小时。

4.2.2 在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变。

4.2.3 在20℃、0.4～0.5U_N下介损值：≤0.15

4.2.4 分压比误差：有效值时≤1.0%，

4.2.5 高、低压臂的电容采用一致的介质结构，温度系数小，角位移小，在30~300H内分压比不变。

4.2.6 电压测量通过专用测试引线引至变频电源进行测量。

七、系统的基本配置

(一)变频串联谐振谐振试验装置主要部件一览表

（二）设备附件及相关资料一览表

主要产品：

变频串联谐振试验装置、直流高压发生器、SF6微水仪、SF6气体回收装置、SF6气体抽真空充气装置、真空泵、干燥空气发生器、真空滤油机、工频耐压试验装置（试验变压器）、超低频高压发生器、电缆故障测试仪、感应耐压试验装置、变压器直流电阻测试仪、变压器变比组别测试仪、三相继电保护测试仪、断路器特性测试仪（高压开关机械特性测试仪）、绝缘油介电强度测试仪（绝缘油耐压测试仪）、高压介质损耗测试仪（变频抗干扰介质损耗测试仪）、全自动电容电感测试仪、回路电阻测试仪（接触电阻测试仪）、大电流发生器（升流器）、接地电阻测试仪、绝缘电阻测试仪（兆欧表）、氧化锌避雷器测试仪、互感器特性测试仪、绝缘靴手套耐压试验装置、电力安全工器具力学性能试验机（电子测力机）、无线高压核相仪、变压器容量特性测试仪、变压器有载分接开关测试仪、变压器绕组变形测试仪、变压器特性综合测试台、雷电计数器校验仪、真空度测试仪、真空滤油机、太阳能光伏接线盒测试仪、各类油品分析仪器、电热电器、烘房烘箱、绝缘制品等

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