變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

一、系統執行標準

GB50150-2006           《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》

DL/T849.6-2004      《電力設備測試儀器通用技術條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》

 JB/T9641-1999       《試驗變壓器》

GB10229              《電抗器》

GB/T.311-1997      《高壓輸變電設備的絕緣與配合》

DL/T846-2004         《高電壓測試設備通用技術條件》

GB4793-1984        《電子測量儀器安全要求》

GB2900               《電工名詞術語》

GB4208              《外殼防護等級》

GB191                《包裝貯運標志》

GB/T16927-1997         《高電壓試驗技術》

二、工作環境

環境溫度：－150C –40 0C;
相對濕度：≤90%RH;
海拔高度:  ≤3500米；

三、裝置主要適用范圍

1、滿足400mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度4km，電容≤1.68uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

2、滿足400mm2,20kV 電纜交流耐壓試驗，長度3km，電容≤0.7944uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤45kV。

3、滿足400mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度2km，電容≤0.42uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。

4、滿足400mm2,110kV 電纜交流耐壓試驗，長度0.5km，電容≤0.078uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤128kV。

5、滿足120MVA/110kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤160kV。

6、滿足110kV母線，GIS交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤184kV。

四、系統技術規范及性能

4.1 系統技術參數

4.1.1 額定輸出電壓：            0～200kV

4.1.2 諧振電壓波型：            正弦波，波形畸變率＜1.0%

4.1.3 大被試品電流；       2.5A

 4.1.4 大試驗容量：         500kVA

4.1.5 輸出頻率：                         30～300Hz

4.1.6 工作時間：                         滿功率輸出下，連續工作時間60min

4.1.7 品質因素：                     30～90

4.1.8 輸入工作電源：                單相220V或三相380V±10%，50Hz

4.1.9 環境溫度：                      －15℃～+40℃

4.1.10 相對濕度：                           ＜90RH%，無凝露狀況

4.1.11 海拔高度：                           ＜3500m

4.1.12 噪聲：                                 ≤50dB

4.2 系統的性能特點

4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，*自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。

4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。

4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。

五、裝置容量確定

滿足400mm2,110kV 電纜交流耐壓試驗，長度0.5km，電容≤0.078uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤128kV。

頻率取35Hz

試驗電流 I=2πfCU試 =2π×35×0.078×10-6×128×103=2.2A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=265H

設計八節電抗器，將八節電抗器串聯使用,則單節電抗器的參數為63kVA/25kV/2.5A/66H，裝置總容量為500kVA。

驗證：1.滿足120MVA/110kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤160kV。

使用電抗器八節串聯，此時電感量為L=60*8=480H,

配補償電容器160kV/0.01uF一只，此時總電容量為0.03uF

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√264×0.03×10-6)=56.6Hz。

試驗電流I=2πfCU試 =2π×56.6×0.03×10-6×160×103=1.7A。

2.滿足400mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度4km，電容≤1.68uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

使用電抗器八節并聯，此時電感量為L=60/4=16.5H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√16.5×1.68×10-6)=30.2Hz。

試驗電流I=2πfCU試 =2π×30.2×1.68×10-6×22×103=7.0A。

3.滿足400mm2,20kV 電纜交流耐壓試驗，長度3km，電容≤0.7944uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤45kV。

使用電抗器八節并聯，此時電感量為L=66/4=16.5H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√16.5×0.7944×10-6)=43.9Hz。

試驗電流I=2πfCU試 =2π×43.9×0.7944×10-6×45×103=9.8A。

4.滿足400mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度2km，電容≤0.42uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。

使用電抗器二節串聯二組并聯，此時電感量為L=66*2/2=66H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√66×0.42×10-6)=30.2Hz。

試驗電流I=2πfCU試 =2π×30.2×0.42×10-6×52×103=4.2A。

結論：裝置容量定為500kVA/200kV，分四節電抗器，電抗器單節為125kVA/50kV/2.5A/57H，使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗要求。