串聯(lián)諧振方案
SFXZ-945kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置
發(fā)布日期：2021-08-09 點(diǎn)擊：4833次
SFXZ-945kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置-四方國瑞電力生產(chǎn)廠家
一、 滿足試品范圍
1、10kV/400mm2長度8km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤3.3704uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。
2、35kV/500mm2長度3km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.6963uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
3、110kV/630mm2電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.201uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
4、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
5、110kV電壓等級開關(guān)等電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過265kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
二、 裝置主要組成
序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量
1 變頻電源 SFXZ-40kW 臺 1
2 激勵(lì)變壓器 SFJL-40kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 1
SFJL-15kVA/16kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 SFDK-157.5kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 SFFY-1000pF/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(yàn)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(shí)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(shè)備重量輕體積小，在國內(nèi)外得到了廣泛好評和應(yīng)用，是當(dāng)前高電壓試驗(yàn)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(shù)特點(diǎn)：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過壓過流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡(luò)時(shí)閃絡(luò)保護(hù)動作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗(yàn)分析。
2、整個(gè)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(yàn)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(shí)頻率起點(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時(shí)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(diǎn)。
6、采用DSP平臺技術(shù)，可根據(jù)用戶需要增減功能和升級，人機(jī)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(gè)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(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。
8、設(shè)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(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)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(yàn)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(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q，而用并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器做耐壓試驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
11、不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)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(fù)過電壓。
四、 主要技術(shù)參數(shù)
1. 額定容量：945kVA
2. 額定電壓：45kV；90kV；135kV；270kV
3. 額定電流：21A；10.5A；7A；3.5A
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(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：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10. 工作時(shí)間：額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘
11. 溫 升：額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K
12. 保護(hù)功能：過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)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(yàn)證
裝置容量定為945kVA，分六節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為157.5kVA/45kV/3.5A/48H，
驗(yàn)證：1、10kV/400mm2長度8km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤3.3704uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min
使用電抗器六節(jié)并聯(lián)，則L=48/6=8H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√8×3.3704×10-6)=30.65Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×30.65×3.3704×10-6×22×103=14.28A
2、35kV/500mm2長度3km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.6963uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.1）三組并聯(lián)，則L=48×2×1.1/3=35.2H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√35.2×0.6963×10-6)=32.15Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×32.15×0.6963×10-6×52×103=7.31A
3、110kV/630mm2電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.201uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
使用電抗器三節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.15）兩組并聯(lián)，則L=48×3×1.15/2=82.8H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√82.8×0.201×10-6)=39.01Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×39.01×0.201×10-6×128×103=6.31A
4、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
使用電抗器六節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.3），則L=48×6×1.3=374.4H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√374.4×0.02×10-6)=58.16Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×58.16×0.02×10-6×160×103=1.17A
滿足實(shí)驗(yàn)要求。
六、 試驗(yàn)時(shí)設(shè)備組合方式
組合方式
被試品對象 電抗器選擇
（157.5kVA/45kV六節(jié)） 激勵(lì)變壓器
輸出端選擇 試驗(yàn)電壓(kV)
10kV/400mm2長度8km 使用電抗器六節(jié)并聯(lián) 1.5kV ≤22kV
35kV/500mm2長度3km 使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)三組并聯(lián) 3kV ≤52kV
110kV/630mm2長度1km 使用電抗器三節(jié)串聯(lián)兩組并聯(lián) 6kV ≤128kV
110kV/63000kVA主變 使用電抗器六節(jié)串聯(lián) 6kV ≤160kV
110kV電壓等級開關(guān)等電氣設(shè)備 使用電抗器六節(jié)串聯(lián) 16kV ≤265kV
七、 系統(tǒng)配置參數(shù)
(一) 變頻電源SFXZ-40kW 1臺
1) 額定輸出容量：40kW
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：100A
5) 額定輸出電流：100A
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(yùn) 行 時(shí) 間：額定容量下連續(xù)60min
12) 溫 升：額定容量下連續(xù)運(yùn)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) 激勵(lì)變壓器
1、 SFJL-40kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 1臺
1) 額定容量：40kVA
2) 輸入電壓：0-400V
3) 輸出電壓：1.5/3/6kV
4) 結(jié) 構(gòu)：干式
5) 尺寸（長寬高mm）：600*600*550
6) 重 量：約200kg
2、 SFJL-15kVA/16kV/0.4kV 1臺
7) 額定容量：15kVA
8) 輸入電壓：0-400V
9) 輸出電壓：16kV
10) 結(jié) 構(gòu)：干式
11) 尺寸（長寬高mm）：540*540*530
12) 重 量：約110kg
(三) 高壓電抗器SFDK-157.5kVA/45kV 6節(jié)
1) 額定容量：157.5kVA;
2) 額定電壓：45kV
3) 額定電流：3.5A
4) 電 感 量：48H/單節(jié)
5) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 結(jié) 構(gòu)：油式
7) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：?600×500
8) 重 量：約230kg
(四) 電容分壓器SFFY-1000pF/270kV 1套
1) 額定電壓：270kV
2) 高壓電容量：1000pF
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) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：?140×1000
7) 重 量：約8kg
八、 供貨清單
序號 設(shè) 備 名 稱 型 號 及 規(guī) 格 單位 數(shù)量
1 變頻電源 SFXZ-40kW 臺 1
2 激勵(lì)變壓器 SFJL-40kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 臺 1
SFJL-15kVA/16kV/0.4kV 臺 1
3 高壓電抗器 SFDK-157.5kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 SFFY-1000pF/270kV 套 1
5 串聯(lián)諧振測試線 套 1
6 出廠檢驗(yàn)報(bào)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(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
DL/T 596-1996 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》
GB50150-2016 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》
GB10229-88 《電抗器》
GB1094 《電力變壓器》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外殼防護(hù)等級》
GB2900 《電工名詞術(shù)語》
GB/T16927.1~2-1997 《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》
DL/T474.4-2006 《現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則－交流耐壓試驗(yàn)》
DL/T1015 《現(xiàn)場直流和交流耐壓試驗(yàn)電壓測量系統(tǒng)的使用導(dǎo)則》
GB/T311.1-1997 《高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合》
GB191-2000 《包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志》
JB/T9641-1999 《試驗(yàn)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(dǎo)體變流器應(yīng)用導(dǎo)則》
GB/T2423.8-1995 《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程》
DL/T849.6-2004 《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置》
