135kVA/108kV/54kV/27kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置原理

一、被試品對象及試驗要求
根據(jù)國家電力試驗新相關(guān)規(guī)程和有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，我公司推薦變頻諧振試驗裝置，通過電抗器串、并聯(lián)組合滿足以下設(shè)備交流耐壓試驗要求：
1．35kV變電站電氣設(shè)備的交流耐壓試驗，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過100kV，試驗時間5min。
2．10kV/300mm2電纜交流耐壓試驗，長度3000m，電容量≤1.11μF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV，試驗時間5min。
3．35kV/300mm2電纜交流耐壓試驗，長度1000m，電容量≤0.19μF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV，試驗時間60min。

二、工作環(huán)境
1.     環(huán)境溫度：－150C –45 0C;
2.     相對濕度：≤90%RH;
3.     海拔高度:  ≤2500米；
4.     現(xiàn)場風(fēng)力：≤5級

三、裝置主要技術(shù)參數(shù)及功能
1.     額定容量：135kVA；
2.     輸入電源：單相380V/220V電壓，頻率為50Hz；
3.     額定電壓：27kV；54kV；108kV
4.     額定電流：；2.；1.2
5.     工作頻率：30-300Hz；
6.     波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
7.     工作時間：額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘；
8.     溫    升：額定負(fù)載下連續(xù)運行60min后溫升≤65K；
9.     品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
10.  保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡(luò)保護(詳見變頻電源部分)；
11.  測量精度：系統(tǒng)有效值1.5級；

四、設(shè)備遵循標(biāo)準(zhǔn)
GB50150 2006              《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》
DL/T474.4-2006            《現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則－交流耐壓試驗》
DL/T596-1996               《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》
GB/T16927.1-2-1997   《高電壓試驗技術(shù)》
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》
GB10229-1988             《電抗器》
GB1094.3-2003            《電力變壓器》
GB191-2000                  《包裝儲運圖示標(biāo)志》
JB/T9641-1999             《試驗變壓器》
IEC 358(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)備測試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》

五、裝置容量確定
35kV/300mm2電纜交流耐壓試驗，長度1000m，電容量≤0.19μF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV，試驗時間60min。
頻率取35Hz
試驗電流 I=2πfCU試 =2π×35×0.19×10-6×52×103=2.1A
對應(yīng)電抗器電感量 L=1/ω2C=108H
試驗電流取2.，設(shè)計四節(jié)電抗器，使用電抗器二節(jié)串聯(lián)二組并聯(lián)，則單節(jié)電抗器為33.75kVA/27kV/1.2/108H，裝置總?cè)萘繛?35kVA。
驗證：1、10kV/300mm2電纜交流耐壓試驗，長度3000m，電容量≤1.11μF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV，試驗時間5min。
使用電抗器4節(jié)并聯(lián)，此時電感量為L=108/4=27H
試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√27×1.11×10-6)=30Hz。
試驗電流 I=2πfCU試 =2π×30×1.11×10-6×22×103=4.6A
電抗器四節(jié)并聯(lián)大電流為，即＞4.6A，滿足試驗要求。
2、35kV變電站電氣設(shè)備的交流耐壓試驗，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過100kV，試驗時間5min。
使用電抗器4節(jié)串聯(lián)，此時電感量為L=108*4=432H
試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√432×0.005×10-6)=108Hz。
試驗電流 I=2πfCU試 =2π×108×0.005×10-6×100×103=0.34A
電抗器四節(jié)串聯(lián)大電流為1A，即1A＞0.34A，滿足試驗要求。
 
結(jié)論：裝置容量定為135kVA/108kV/54kV/27kV，分四節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為33.75kVA/27kV/1.2/108H通過組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。
 
試驗時設(shè)備使用關(guān)系列表

六、系統(tǒng)配置及其參數(shù)
1.       勵磁變壓器JLB-7.5kVA/1/3/5kV/0.4kV       1臺
a)       額定容量：4.5kVA；               
b)       輸入電壓：400V，單相；
c)       輸出電壓：1kV；3kV ；5kV
d)       結(jié)    構(gòu)：檔板干式，散熱性能好，H級絕緣水平，環(huán)氧樹脂真空澆注；采用進口環(huán)氧樹脂，性能穩(wěn)定
e)       重    量：約45kg；
2.       變頻控制源YTC850-7.5kW/380V              1臺
1）    額定輸出容量：7.5kW
2）    工作電源：380V，工頻
3）    輸出電壓：0 – 400V，單相，
4）    額定輸入電流：18.7
5）    額定輸出電流：18.7
6）    輸 出 波 形：正弦波
7）    電壓分辨率： 0.01kV
8）    電壓測量精度：0.5%
9）    頻率調(diào)節(jié)范圍：30 – 300Hz
10）  頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz
11）  頻率穩(wěn)定度：    0.1%
12）  運 行 時 間：額定容量下連續(xù)60min
13）  額定容量下連續(xù)運行60min元器件高溫度≤65K;
14）  噪 聲 水 平：≤50dB
2.1 結(jié)構(gòu)及性能特點：
2.1.1變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現(xiàn)場操作及觀察。
2.1.2內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩(wěn)定性和可靠性。
2.1.3參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標(biāo)大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)。
可顯示諧振電壓(即試驗前設(shè)置的目標(biāo)電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡(luò)保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數(shù)查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當(dāng)次試驗諧振頻率準(zhǔn)確及穩(wěn)定性。
2.1.4參數(shù)設(shè)置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標(biāo)直接完成各種參數(shù)的設(shè)置。可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡(luò)保護、試驗?zāi)Ｊ健㈦娙蓦姼蓄l率互換計算、參數(shù)設(shè)置提示以及幫助等參數(shù)進行設(shè)置或選擇。
2.1.5試驗?zāi)Ｊ剑河|摸屏和外接鼠標(biāo)操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等。
2.1.6 保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡(luò)保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能。
2.1.7數(shù)據(jù)存儲功能：試驗結(jié)果保存、打印、上傳、回查等。
a、試驗結(jié)果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結(jié)果界面中可顯示出試驗時的詳細(xì)參數(shù)，當(dāng)試驗發(fā)生中斷時，可提示中斷狀態(tài)。可將參數(shù)保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄。
b、數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。同時具有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設(shè)備所攜帶打印機打印。
2.1.8自動穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗電壓或手動升壓結(jié)果，自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓，電壓穩(wěn)定度可達(dá)1.0%。
2.1.9 調(diào)頻范圍及頻率分辨率均可設(shè)定：調(diào)頻范圍可設(shè)為20～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設(shè)置，可加快調(diào)諧過程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預(yù)設(shè)為0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、或0.01Hz，在調(diào)諧效率與調(diào)諧度之間取得優(yōu)化平衡。
         頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移。
3. 諧振電抗器DK-33.75kVA/27kV                   4節(jié)
a)   額定容量：33.75kVA;
b)   額定電壓：27kV；              
c)   額定電流：1.2；
d)   電 感 量：108H/單節(jié)；
e)   品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)；
f)     結(jié)    構(gòu)：干式； H級絕緣水平，環(huán)氧樹脂真空模具整體    澆注；采用進口環(huán)氧樹脂，性能穩(wěn)定。
g)    重    量：約48kg；
4.   電容分壓器FRC-100 kV -2000pF                  1套
a）分節(jié)數(shù)：1節(jié)
b）額定電壓：100kV/節(jié)；
c）高壓電容量：2000pF/節(jié)
d）介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%；
e）分 壓 比：1000：1
f） 測量精度：有效值1.0級;
g）重    量：約7kg；
h）包    裝：配防震鋁合金箱

七、供貨清單一覽表
（一）配置設(shè)備一覽表

 （二）相關(guān)資料一覽表