UHV-405kVA/270kV 串聯(lián)諧振方案

簡要描述：裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護功能整個裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場使用采用了DSP平臺技術(shù)

更新時間：2024-03-27
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串聯(lián)諧振試驗裝置

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滿足試品范圍

1、10kV/300mm²電纜4.5km的交流耐壓試驗，電容量≤1.6897μF，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≤0.389μF，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≤0.0735μF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

4、110kV/120MVA主變?nèi)^緣交流耐壓試驗，電容量≤0.02μF，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(guān)等電氣設(shè)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。

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	UHV-18kW	臺	1
2	激勵變壓器	UHV-18kVA/4/8/16kV/0.4kV	臺	1
3	高壓電抗器	UHV-67.5kVA/45kV	節(jié)	6
4	電容分壓器	UHV-500pF/270kV	套	1

主要功能及特征

UHV-405kVA/270kV 串聯(lián)諧振方案，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(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：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）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(luò)時閃絡(luò)保護動作并能記下閃絡(luò)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(shè)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(shù)，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(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(dāng)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(fù)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(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡(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。

主要技術(shù)參數(shù)及功能

額定容量	405kVA
額定電壓	45kV；90kV；135kV;270kV
額定電流	9A；4.5A；3A；1.5A
測量精度	系統(tǒng)有效值1.5級
工作頻率	30-300Hz
裝置輸出波形	正弦波
品質(zhì)因素	裝置自身Q≥30(f=45Hz)
波形畸變率	輸出電壓波形畸變率≤1%
輸入電源	單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
工作時間	額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘
溫升	額定負(fù)載下連續(xù)運行60min后溫升≤65K
保護功能	過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護功能
環(huán)境溫度	－20℃-55℃
相對濕度	≤90%RH
海拔高度	≤3000米

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。）

序號	試驗	試驗頻率	試驗電流
1	10kV/300mm²電纜4.5km的交流耐壓試驗，電容量≤1.6897μF，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	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√15×1.6897×10^-6)=31.61Hz	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≤0.389μF，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	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√69×0.389×10^-6)=30.72Hz	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≤0.0735μF，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	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√162×0.0735×10^-6)=46.12Hz	I=2πfCU_試 =2π×46.12×0.0735×10^-6×128×10³=2.79A
4	110kV/120MVA主變?nèi)^緣交流耐壓試驗，電容量≤0.02μF，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	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√450×0.02×10^-6)=53.05Hz	I=2πfCU_試 =2π×53.05×0.02×10^-6×160×10³=1.07A

試驗時設(shè)備組合方式

組合方式被試品對象	電抗器選擇（67.5kVA/45kV六節(jié)）	激勵變壓器輸出端選擇	試驗電壓 (kV)
10kV/300mm²電纜4.5km	使用電抗器六節(jié)并聯(lián)（其中三節(jié)電抗器接地）	4kV	≤22kV
35kV/300mm²電纜2km	使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)三組并聯(lián)	4kV	≤52kV
110kV/300mm²電纜0.5km	使用電抗器三節(jié)串聯(lián)兩組并聯(lián)	4kV	≤128kV
110kV/120MVA主變?nèi)^緣	使用電抗器四節(jié)串聯(lián)	8kV	≤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

系統(tǒng)配置參數(shù)

(一) 變頻電源UHV-18kW（1臺）

額定輸出容量	18kW
工作電源	220/380±10%V（單/三相），工頻
輸出電壓	0-400V
額定輸入電流	45A
額定輸出電流	45A
電壓分辨率	0.01kV
電壓測量精度	1.5%
頻率調(diào)節(jié)范圍	30-300Hz
頻率調(diào)節(jié)分辨率	≤0.1Hz
頻率穩(wěn)定度	0.1%
運行時間	額定容量下連續(xù)60min
額定容量下連續(xù)運行60min元器件溫度	≤65K
噪聲水平	≤50dB
尺寸（長寬高mm)	540×380×420
重量	約25kg

(二) 激勵變壓器UHV-18kVA/4/8/16kV/0.4kV（1臺）

額定容量	18kVA
輸入電壓	0-400V
輸出電壓	4/8/16kV
結(jié)構(gòu)	干式
尺寸（長寬高mm)	520×520×460
重量	約150kg

(三) 高壓電抗器UHV-25kVA/25kV（3節(jié)）

額定容量	67.5kVA
額定電壓	45kV
額定電流	1.5A
電感量	90H/單節(jié)
品質(zhì)因素	Q≥30(f=45Hz)
結(jié)構(gòu)	干式
尺寸（內(nèi)徑高mm)	∅342×435
重量	約85kg

(四) 電容分壓器UHV-1000pF/80kV（1套）

額定電壓	270kV
高壓電容量	500pF
介質(zhì)損耗	tgσ≤0.5%
分壓比	3000：1
測量精度	有效值1.5級
尺寸（內(nèi)徑高mm）	∅140×1000
重量	約8kg

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	UHV-18kW	臺	1
2	激勵變壓器	UHV-18kVA/4/8/16kV/0.4kV	臺	1
3	高壓電抗器	UHV-67.5kVA/45kV	節(jié)	6
4	電容分壓器	UHV500pF/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

參考實驗標(biāo)準(zhǔn)

DL/T 596-1996	《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》
GB50150-2016	《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》
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(shù)語》
GB/T16927.1~2-1997	《高電壓試驗技術(shù)》
DL/T474.4-2006	《現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)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(dǎo)則》
GB/T311.1-1997	《高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合》
GB191-2000	《包裝儲運圖示標(biāo)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(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：高壓諧振試驗裝置》