串聯(lián)諧振方案
SFXZ-810kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置
發(fā)布日期：2021-08-09 點擊：4814次
SFXZ-810kVA/270kV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長度12km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤5.257uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
2、35kV/300mm2長度5km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤1.0697uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。
3、110kV/630mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.201uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。
4、110kV/63MVA主變中性點的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓不超過80kV，運行時間1min。
5、110KV開關柜、互感器、母排、絕緣子、GIS等變電站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
序號 設備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量
1 變頻電源 SFXZ-37kW 臺 1
2 激勵變壓器 SFJL-18.5kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 2
SFJL-15kVA/16kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 SFDK-81kVA/27kV 臺 10
4 電容分壓器 SFFY-500pF/270kV 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(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(diào)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(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(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：810kVA
2. 額定電壓：27kV；54kV；135kV;270kV
3. 額定電流：30A；15A；6A,3A
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）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810kVA，分十節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為81kVA/27kV/3A/40H，
驗證：1、10kV/300mm2長度12km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤4.506uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。
使用電抗器十節(jié)并聯(lián)，則L=40/10=4H ，則：
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√4×4.506×10-6)=37.49Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×37.49×4.506×10-6×22×103=23.35A
2、35kV/300mm2長度5km電纜的交流耐壓試驗，電容量≤0.9725uF，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=40×2×1.1/5=17.6H ，則：
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√17.6×0.9725×10-6)=38.47Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×38.47×0.9725×10-6×52×103=12.22A
3、110kV/630mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.201uF，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)（系數(shù)1.25）兩組并聯(lián)，則L=40×5×1.25/2=125H ，則：
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√125×0.201×10-6)=31.75Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×31.75×0.201×10-6×128×103=5.13A
4、110kV/63MVA主變中性點的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓不超過80kV，運行時間1min。
使用電抗器十節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.5），則L=40×10×1.5=600H ，則：
試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√600×0.02×10-6)=45.94Hz
試驗電流：I=2πfCU試 =2π×45.94×0.02×10-6×80×103=0.46A
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
（81kVA/27kV十節(jié)） 激勵變壓器
輸出端選擇 試驗電壓(kV)
10kV/300mm2長度12km 使用電抗器十節(jié)并聯(lián) 1.5kV ≤22kV
35kV/300mm2長度5km 使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)五組并聯(lián) 3kV ≤52kV
110kV/630mm2電纜1km 使用電抗器五節(jié)串聯(lián)兩組并聯(lián) 6kV ≤128kV
110kV/63MVA主變 使用電抗器十節(jié)串聯(lián) 6kV ≤80kV
110KV開關柜、互感器、母排、絕緣子、GIS等變電站設備 使用十節(jié)電抗器串聯(lián) 16kV ≤265kV
七、 系統(tǒng)配置參數(shù)
(一) 變頻電源SFXZ-37kW 1臺
1) 額定輸出容量：37kW
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：92.5A
5) 額定輸出電流：92.5A
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元器件最高溫度≤65K
13) 噪 聲 水 平：≤50dB
14) 尺寸（長寬高mm）：700*500*640
15) 重 量：約77kg
(二) 1.激勵變壓器SFJL-18.5kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 2臺
1) 額定容量：18.5kVA
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）：520*520*460
6) 重 量：約80kg
2.激勵變壓器SFJL-15kVA/16kV/0.4kV 1臺
1) 額定容量：15kVA
2) 輸入電壓：0-400V
3) 輸出電壓：16kV
4) 結 構：干式
5) 尺寸（長寬高mm）：480×420×385
6) 重 量：約80kg
(三) 高壓電抗器SFDK-81kVA/27kV 10節(jié)
1) 額定容量：81kVA;
2) 額定電壓：27kV
3) 額定電流：3A
4) 電 感 量：40H/單節(jié)
5) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 結 構：干式
7) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：?382×435
8) 重 量：約90kg
(四) 電容分壓器SFFY-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) 重 量：約26kg
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-37kW 臺 1
2 激勵變壓器 SFJL-18.5kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 2
SFJL-15kVA/16kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 SFDK-81kVA/27kV 臺 10
4 電容分壓器 SFFY-500pF/270kV 套 1
5 串聯(lián)諧振測試線 套 1
6 出廠檢驗報告 份 1
7 使用說明書 份 1
8 產(chǎn)品合格證 份 1
9 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》
