變頻串聯諧振耐壓試驗裝置  XZB-810kVA/270kV技術方案

一、滿足試品范圍

1、110kV/630mm²電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.201uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

2、35kV/400mm2電纜6km的交流耐壓試驗，電容量≤0.644uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

3、35kV開關柜的交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓不超過95kV，試驗時間1min。

4、110kV及以下電壓等級GIS,開關,互感器等變電站電氣設備交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤265kV，試驗時間≤1min。

二、主要功能及特征

    XZB系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小，在國內外得到了廣泛好評和應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。

2、整個裝置單件重量很輕，便于現場使用。

3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。

4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，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定范圍內任意設定，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，可根據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。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

8、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，省去了笨重的大功率調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。在串聯諧振狀態，當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百倍。串聯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、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

三、主要技術參數

額定容量：810kVA

額定電壓：135kV;270kV;405 kV

額定電流：6A;3A;2A

測量精度：系統有效值1.5級

工作頻率：30~300Hz

裝置輸出波形：正弦波

品質因素：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：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘

溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K

保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能

環境溫度：-20℃~55℃

相對濕度：≤90%RH

海拔高度:≤3000米

四、裝置容量驗證

裝置容量定為810kVA，分十節電抗器，電抗器單節為81kVA/27kV/3A/43H，

驗證：1、110kV/630mm²電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.201uF，試驗頻率30~300Hz，試驗電壓128kV，試驗時間60min。

使用電抗器五節串聯（互感系數1.05）兩組并聯，則L=43×5×1.05/2=112.86H

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√112.86×0.201×10^-6)=33.42Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×33.42×0.201×10^-6×128×10³=5.4A

2、35kV/400mm²電纜6km的交流耐壓試驗，電容量≤1.2876uF，試驗頻30~300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

使用電抗器兩節串聯（系數1.05）五組并聯，則L=43×2×1.05/5=18.06H

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√18.06×1.2876×10^-6)=33Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×33×1.2876×10^-6×52×10³=13.88A

結論：裝置容量定為810kVA/270kV，分十節電抗器，電抗器單節為81kVA/27kV/3A/43H，使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗要求。

五、試驗時設備組合方式

六、系統配置參數

(一) 變頻電源XZB- 37kW   1臺

1) 額定輸出容量：37kW

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：92.5A

5) 額定輸出電流：92.5A

6) 電壓分辨率：0.01kV

7) 電壓測量精度：1.5%

8) 頻率調節范圍：30~300Hz

9) 頻率調節分辨率：≤0.1Hz

10) 頻率穩定度：0.1%

11) 運 行 時 間：額定容量下連續60min 

12) 溫升：額定容量下連續運行60min元器件最-高溫度≤65K

13) 噪聲水平：≤50dB

14) 重量：約45kg

(二) 激勵變壓器HYJL-37kVA/3/6kV/15kV/0.4kV 1臺

1) 額定容量：37kVA

2) 輸入電壓：0~400V

3) 輸出電壓：3/6/15kV

4) 結    構：干式

5) 重    量：約280kg

(三) 高壓電抗器HYDK-81kVA/27kV    10節

1) 額定容量：81kVA;

2) 額定電壓：27kV

3) 額定電流：3A

4) 電 感 量：43H/單節

5) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)

6) 結    構：干式

7) 重    量：約80kg

(四) 電容分壓器FRC-500pF/270kV（兩節）  1套

1) 額定電壓：270kV

2) 高壓電容量：500pF

3) 介質損耗：tgσ≤0.5%

4) 分 壓 比：3000：1

5) 測量精度：有效值1.5級

6) 重    量：約26kg

七、供貨清單

（一）設備配置一覽表

（二）相關資料一覽表

八、參考試驗標準