串聯(lián)諧振方案
SFXZ-108kVA/108kV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置
發(fā)布日期：2021-08-09 點擊：45130次
SFXZ-108kVA/108kV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置-四方國瑞電力生產(chǎn)廠家
一、 滿足試品范圍
1、10kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容≤0.751uF, 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開關等電氣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0.8km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1556uF，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開關等電氣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
序號 設備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量
1 變頻電源 SFXZ-6kW 臺 1
2 激勵變壓器 SFJL-6kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 SFDK-27kVA/27kV 臺 4
4 電容分壓器 SFFY-1000pF/110kV 套 1
5 補償電容器 SFBC-10000pF/80kV 套 1
三、 主要功能及特征
SFXZ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(nèi)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(nèi)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：108kVA
2. 額定電壓：27kV; 54kV；108kV
3. 額定電流：4A; 2A；1A
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108kVA，分四節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為27kVA/27kV/1A/110H，
驗證：1、10kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容≤0.751uF, 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=110/4=27.5H
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√27.5×0.751×10-6)=35.02Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×35.02×0.751×10-6×22×103=3.64A
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=110×2×1.15=253H，配20000pF/40kV補償電容器
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√253×0.03×10-6)=57.77Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×57.77×0.03×10-6×28×103=0.3A
4、35kV/300mm2電纜0.8km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1556uF，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=110×2×1.15/2=126.5H
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√126.5×0.1556×10-6)=35.87Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×35.87×0.1556×10-6×52×103=1.82A
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=110×4×1.25=550H，配10000pF/80kV補償電容器
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√550×0.02×10-6)=47.99Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×47.99×0.02×10-6×68×103=0.41A
滿足實驗要求。
六、 試驗時設備組合方式
組合方式
被試品對象 電抗器選擇
（27kVA/27kV四節(jié)） 激勵變壓器
輸出端選擇 試驗電壓(kV)
10kV/300mm2電纜2km 使用四節(jié)電抗器并聯(lián) 1.5kV ≤22kV
10kV/2000kVA主變 使用兩節(jié)電抗器串聯(lián)配20000pF/40kV補償電容器 3kV ≤28kV
10kV開關等電氣設備 使用三節(jié)電抗器串聯(lián) 3kV ≤42kV
35kV/300mm2電纜0.8km 使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)兩組并聯(lián) 3kV ≤52kV
35kV/6300kVA主變 使用四節(jié)電抗器串聯(lián)配10000pF/80kV補償電容器 6kV ≤68kV
35kV開關等電氣設備 使用四節(jié)電抗器串聯(lián) 6kV ≤95kV
七、 系統(tǒng)配置參數(shù)
(一) 變頻電源SFXZ-6kW 1臺
1) 額定輸出容量：6kW
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：15A
5) 額定輸出電流：15A
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元器件最高溫度≤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SFJL-6kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 1臺
1) 額定容量：6kVA
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45kg
(三) 高壓電抗器SFDK-27kVA/27kV 4節(jié)
1) 額定容量：27kVA;
2) 額定電壓：27kV
3) 額定電流：1A
4) 電 感 量：110H/單節(jié)
5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 結 構：干式
7) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：?282×435
8) 重 量：約48kg
(四) 電容分壓器SFFY-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(nèi)徑高mm）：?140×1000
7) 重 量：約8kg
(五) 補償電容器SFBC-10000pF/80kV(出一個40kV抽頭) 1套
1) 額定電壓：80/40kV
2) 高壓電容量：10000/20000pF
3) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：?140×1000
4) 重 量：約10kg；
八、 供貨清單
序號 設 備 名 稱 型 號 及 規(guī) 格 單位 數(shù)量
1 變頻電源 SFXZ-6kW 臺 1
2 激勵變壓器 SFJL-6kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 SFDK-27kVA/27kV 臺 4
4 電容分壓器 SFFY-1000pF/110kV 套 1
5 補償電容器 SFBC-10000pF/80kV 套 1
6 串聯(lián)諧振測試線 套 1
7 出廠檢驗報告 份 1
8 使用說明書 份 1
9 產(chǎn)品合格證 份 1
10 裝箱清單 份 1
九、 參考實驗標準
DL/T 596-1996 《電力設備預防性試驗規(guī)程》
GB50150-2016 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
GB10229-88 《電抗器》
GB1094 《電力變壓器》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外殼防護等級》
GB2900 《電工名詞術語》
GB/T16927.1~2-1997 《高電壓試驗技術》
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》
