變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置

  NEPRI-XZ-405kVA/270kV

一、 滿足試品范圍

1、10kV/300mm2電纜4.5km的交流耐壓試驗，電容量≤1.6897uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

2、35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.389uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

3、110kV/300mm2電纜0.5km的交流耐壓試驗，電容量≤0.0735uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

4、110kV/120MVA主變全絕緣交流耐壓試驗，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電壓等級開關等電氣設備的交流耐壓試驗，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：405kVA

2.   額定電壓：45kV；90kV；135kV；270kV

3.        額定電流：9A；4.5A；3A；1.5A

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405kVA，分六節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為67.5kVA/45kV/1.5A/90H，

驗證：1、10kV/300mm2電纜4.5km的交流耐壓試驗，電容量≤1.6897uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

使用電抗器六節(jié)并聯(lián)，則L=90/6=15H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√15×1.6897×10-6)=31.61Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×31.61×1.6897×10-6×22×103=7.38A

2、35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.389uF，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)1.15）三組并聯(lián)，則L=90×2×1.15/3=69H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√69×0.389×10-6)=30.72Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×30.72×0.389×10-6×52×103=3.9A

3、110kV/300mm2電纜0.5km的交流耐壓試驗，電容量≤0.0735uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

使用電抗器三節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.15）兩組并聯(lián)，則L=90×3×1.2/2=162H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√162×0.0735×10-6)=46.12Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×46.12×0.0735×10-6×128×103=2.79A

4、110kV/120MVA主變全絕緣交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過160kV，試驗時間1min。

使用電抗器四節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.25），則L=90×4×1.25=450H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√450×0.02×10-6)=53.05Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×53.05×0.02×10-6×160×103=1.07A

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-18kW                                          1臺

1) 額定輸出容量：18kW

2) 工作電源：220/380±10%V（三相），工頻

3) 輸出電壓：0–400V

4) 額定輸入電流：45A

5) 額定輸出電流：45A

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）：540×380×420

15)   重  量：約25kg

(二) 激勵變壓器NEPRI-JL-18kVA/4/8/16kV/0.4kV                         1臺

1) 額定容量：18kVA

2) 輸入電壓：0-400V

3) 輸出電壓：4/8/16kV

4) 結    構：干式

5) 尺寸（長寬高mm）：520×520×460

6) 重    量：約150kg

(三) 高壓電抗器NEPRI-DK-67.5kVA/45kV                                 6節(jié)

1) 額定容量：67.5kVA;

2) 額定電壓：45kV

3) 額定電流：1.5A

4) 電 感 量：90H/單節(jié)

5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結    構：干式

7) 尺寸（內徑高mm）：?342×435

8) 重    量：約85kg

(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405kVA-270kV.doc

國科電研串聯(lián)諧振方案405kVA-270kV.pdf