變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置 XZB-108kVA/27kV×4技術(shù)方案

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42kV，試驗時間1min。

3、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。

4、35kV/13500kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓68kV,試驗時間1min。

5、35kV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95kV，試驗時間1min。

二、 裝置主要組成

三、 主要功能及特征

  XZB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(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(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)時閃絡(luò)保護(hù)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(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：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(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

3、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

4、35kV/13500kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，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

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(shè)備組合方式

七、 系統(tǒng)配置參數(shù)

(一) 變頻電源XZB- 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：0–400V4) 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(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）：400×280×400

15) 重  量：約10kg

(二) 激勵變壓器JLB-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(jié)    構(gòu)：干式

5) 尺寸（長寬高mm）：450×330×430

6) 重    量：約45kg

(三) 高壓電抗器DK-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(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結(jié)    構(gòu)：干式

7) 尺寸（內(nèi)徑高mm）：∅282×435

8) 重    量：約48kg

(四) 電容分壓器FRC-1000pF/100kV 1套

1) 額定電壓：100kV

2) 高壓電容量：1000pF

3) 介質(zhì)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

八、 供貨清單

九、 參考實驗標(biāo)準(zhǔn)