变频谐振耐压装置（中试名企）_电压_试验_谐振

中试控股技术研究院鲁工为您讲解： 变频谐振耐压装置（中试名企）

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ZSBP变频串联谐振耐压试验装置适用电压等级：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的电压等级规格。

变频串联谐振耐压试验装置可以做什么：针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、隔离开关、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验。

组成部分：变频电源主机、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器、测试附件组成 | 参考标准：DL/T 474.4-2018

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如何选择合适的变频串联谐振耐压试验装置？

为了选对规格，请提供以下技术参数

1、电力变压器：电压等级，大容量，试验性质（中性点耐压或全绝缘耐压）单相对地电容量；

2、电力电缆：电压等级，大长度，截面积；

3、发电机、电动机：电压等级（出口电压或称工作电压），试验电压（耐压值）单相对地电容量范围（如0.2-0.55uF等）；

4、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线：电压等级（或称工作电压）；试验电压（耐压值）；

5、CVT效验：电压等级或称工作电压，试验电压（耐压值）电容量范围（如0.005-0.02uF）。

适用以下电缆的交流耐压试验：

电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆、电器装备用电线电缆、RVVP表示：铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆电压300V/300V 2-24芯；

RG表示：物理发泡聚乙烯绝缘接入网电缆用于同轴光纤混合网中传输数据模拟信号；

UTP表示：局域网电缆；

KVVP为：聚氯乙烯护套编织屏蔽电缆，SYWV（Y）、SYKV 有线电视、宽带网专用电缆；

RVV表示：聚氯乙烯绝缘软电缆；

AVVR表示：聚氯乙烯护套安装用软电缆；

RV、RVP表示：聚氯乙烯绝缘电缆；

BV、BVR表示：聚氯乙烯绝缘电缆；

KVV表示：聚氯乙烯绝缘控制电缆等。

ZSBP（f）-540kVA/270kV变频串联谐振试验装置

一、 被试品对象及试验要求

1、110kVGIS、开关的交流耐压试验，试验频率30~300Hz，试验电压不超过265kV，试验时间1min。

2、110kV/400mm2电缆0.7km的交流耐压试验，电容量≤0.115uF，试验频率30~300Hz，试验电压128kV，试验时间60min。

3、110kVA/80000kVA主变全绝缘的交流耐压试验，电容量≤0.02uF，试验频率45~65Hz，试验电压160kV，试验时间1min。

4、10kV/300mm2电缆8km的交流耐压试验，电容量≤3.004uF，试验频率30~300Hz，试验电压17.4kV，试验时间60min。

5、35kV/300mm2电缆4km的交流耐压试验，电容量≤0.778uF，试验频率30~300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。

二、工作环境

1.环境温度：－10℃~50℃;

2.相对湿度：≤90%RH;

3.海拔高度: ≤3000米；

三、装置主要技术参数及功能

1.额定容量：540kVA；

2.输入电源：单/三相220/380V电压，频率为50Hz；

3.额定电压：270kV；135kV；54kV；

4.额定电流：2A；4A；10A；

5.工作频率：30~300Hz；

6.装置输出波形：正弦波

7.波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

8.工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；

9.温 升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；

10.品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；

11.保护功能： 对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；

12.测量精度：系统有效值1.5级；

四、设备遵循标准

GB10229-88 《电抗器》

GB1094 《电力变压器》

GB50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》

GB1094.1-GB1094.6-96 《外壳防护等级》

GB2900 《电工名词术语》

GB/T16927.1~2-1997 《高电压试验技术》

110kV/400mm²长度0.7km电缆 使用电抗器五节串联

两组并联 4kV

10kV/300mm2电缆8km 使用电抗器十节并联

（其中四节接地） 4kV

35kV/300mm2电缆4km 使用电抗器两节串联五组并联（其中一组接地） 4kV

110kV/80000kVA主变全绝缘 使用电抗器六节串联 8kV

110kVGIS、开关 使用电抗器十节串联 16kV

六、系统配置及其参数

1.激励变压器ZSB-15kVA 2台

a)额定容量：15kVA；

b)输入电压：0-400V，单相；

c)输出电压：4/8/16kV

d)结 构：干式；

e)重 量：约115kg；

2.变频电源ZSBP-F-30kW/220/380V 1台

a)额定输出容量：30kW

b)工作电源： 220/380±10%V（单/三相），工频

c)输出电压：0 – 400V，单相，

d)额定输入电流：75A

e)额定输出电流：75A

f)电压分辨率： 0.01kV

g)电压测量精度：1.5%

h)频率调节范围：30 – 300Hz

i)频率调节分辨率：≤0.1Hz

j)频率稳定度： 0.1%

k)运 行 时 间：额定容量下连续60min

l)额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K;

m)噪 声 水 平：≤50dB

n)可实现以下功能

1）变频电源的放置为纵向和横向，特别适合现场操作及观察；

2）内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和保护铝箱，可有效减缓运输中的颠簸震动和吊装时的冲击。保证了变频电源的长期稳定性和可靠性；

3）参数显示：触摸或外接鼠标大屏幕液晶界面显示系统

可显示谐振电压(即试验前设置的目标电压)、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间、过压保护、过流保护、闪络保护、阶段升压及阶段计时、操作模式切换、电容，电感，频率互换计算、参数查询等, 还可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性；

4）参数设置：大屏幕触摸液晶彩屏和外接鼠标直接完成各种参数的设置，可对起始频率、终止频率、起始电压、阶段升压和计时、测量分压器变比、激励变变比、过压保护、过流保护、闪络保护、试验模式、电容电感频率互换计算、参数设置提示以及帮助等参数进行设置或选择；

5）试验模式：触摸屏和外接鼠标操作，有全自动、半自动、手动三种运行状态。具备升压、调谐（含手动、自动）、分段加压和计时、运行状态、模式切换、故障提示、电容电感频率互换计算功能等；

6）保护功能及其信息提示：具备高压过压保护、低压过流、过流保护，以及失谐保护、零位、闪络保护、紧急停机、欠压保护等多重保护功能；

7） 数据存储功能：试验结果保存、打印、上传、回查等

① 试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，当试验发生中断时，可提示中断状态。可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存50次试验记录；

② 数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上，同时具有USB接口，可将数据输出打印或利用设备所携带打印机打印；（打印机属客户自选，若客户有此需求，须在合同中予以特别写明）

8）自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1.0%；

9）调频范围及频率分辨率均可设定：调频范围可设为30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需设置，可加快调谐过程；频率分辨率根据需要，可预设为0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡；

10）频率调节分为粗调和细调，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移；

P）重 量：约32kg；

3.高压电抗器ZSDK-54kVA/27kV 10节

a)额定容量：54kVA;

b)额定电压：27kV；

c)额定电流：2A；

d)电 感 量：68H/单节；

e)品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f)结 构：干式；

g)重 量：约64kg；

4.电容分压器FRC-270kV/500pF 1套

a)额定电压：270kV；

b)高压电容量：500pF

c)介质损耗：tgσ≤0.5%；

d)分 压 比：3000：1

e)测量精度：有效值1.5级;

f)重 量：约26kg；

5.补偿电容器ZSBC-160kV/5000pF 1套

g)额定电压：160kV；

h)高压电容量：5000pF；

i)重量：22kg

中试控股践行“精细制造，深耕技术”产出变频串联谐振耐压成套试验装置优质产品能够在市场中赢得用户信赖,树立中试控股新形象打下了坚实的根底。

中试控股串联谐振原理剖析

电路谐振时阻抗值最小，当端口电压一守时，电路电流将抵达最大值，如图1(b)所示，且该值的巨细仅与电阻的阻值有关而与电感和电容无关。谐振时电感电压与电容电压数值相等、相位相反，为总电压的Q倍[4]，即。RLC串联电路的电流是电源频率的函数，

在电阻、电感及电容所构成的串联电路中，当容抗与感抗相等时，电路中的电压与电流相位一样，电路呈现纯电阻性，此即为串联谐振[3]。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=R，此时回路总阻抗值最小，回路电流最大值。图1(a)所示为电感和电容元件串联构成的一端口网络，其等效阻抗，当发生谐振时，其端口电压与电流同相位，即，由此可推得谐振角频率和谐振频率分别为，。界说谐振时的感抗或容抗 为特性阻抗ρ，则特性阻抗ρ与电阻R的比值即为品质因数Q。串联谐振设备

为了研讨电路参数对谐振特性的影响，一般选用通用谐振曲线，图2(b)所示为串联谐振电路的通用谐振曲线。通用谐振曲线的形状只与Q值有关，且曲线形状越尖利，电路的选频功用越好。幅值大于峰值的0.707倍所对应的频率方案为通带宽，理论推导可得，由该式可知通带宽与品质因数成反比。

即，在电路的电感L、电容C和电源电压US不变的状况下，不一样的R值得到不一样的Q值，图2(a)所示为不一样Q值时的电流幅频特性曲线。

3.变频串联谐振的工程运用剖析

变频串联谐振实验进程中，励磁变的容量应大于有功功率P，并在励磁变最低输出电压满足实验需要的前提下尽量降低励磁变的变比，然后相应减小励磁变原边的输入电流。实验电源容量S=P+P1，其间P1为变频电源本身的损耗，由电源端输入电压为380V可得电源电流I1=。实验中电抗器的额定电压和电流也应大于实验电压和高压电流，当电抗器选用串并联以满足实验需要时，有必要计算每个电抗器上所承受的电压和电流不超限值。

在现场实验中，一般选用16mm2以上的裸铜线接地，裸铜线其寄生电感在μH数量级，约0.1-1μH/m，直

流电阻约0.1mΩ，假定接地线有曲折环绕景象，电感量可增加到10-1000μH/m。试品绝缘一般在交流电压的正峰值或负峰值被击穿，试品被击穿刹那间试品上的电压最高，击穿后试品上的电压跌落到零的时间一般在0.1-10μs之间，详细状况与击穿点的实习状况有关。从放电能量上看，即使放电时，试品的最小电容量只需0.002μF，实习实验时试品电容量远大于该值。如以放电时频率为100kHz、地线寄生电感为1μH、放电电流为1000A计算，地线的寄生感抗XL==0.628Ω，地线或许发生的过电压Ud=If XL=1000×0.628=628V。假定地线联接不标准，寄生电感就会增大很多，发生的过电压或许更大，可危及变频电源及人身安全。所以高压实验体系有必要一点可靠接地，分压器的接地址与大地的联接线应尽量短，接地线应粗、直、短，然后保证实验安全。

6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压实验

频率的调节，上升和下降频率调节分粗调和细调两种，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移；

b．带有设置电压、设置时间，电压自动上升到设置值而停止并自动计时；

c．带有各种保护功能的整定按钮，可在面板上对各种保护值进行整定；

d．带有手动试验功能和自动试验功能；

e．带有试验数据打印功能。

八、励磁变压器技术参数（1）：

1．结构形式：油浸式；

2．额定容量：30kVA；

3．输入电压：0～340V；

4．输出电压：四组并联5KV；四组串联20KV；二串二并10KV；

5．输出电流：四组并联6A；四组串联1.；二串二并3A；

6．工作频率范围：30～300Hz；

励磁变压器的接线端子，如图所示：

1．输出端尾—与接地端连接。

2．输出端头—与电抗器连接。

3．接地端—与变频电源、分压器及被试品共同接地。

1．4．输入端—接调频电源功率输出端。

九、单台谐振电抗器技术参数：

1． 额定容量：80KVA；

2． 额定电压：40kV

3． 额定电流：2A；

4． 电 感 量：60H；

5． 品质因数：Q≥30

6． 采用环氧干式。

7．接线端了如图所示：

a.高压侧接线端子—与被试品高压端连接。

b.低压侧接线端子—与励磁变输出端连接。

c.多台电抗器串联时上节的低压侧与下节高压侧连接。谐振电抗器采用多台串联或并联的连接方式。

8．额定容量下连续运行为规定工作时间下，电抗器对空气的温升不大于60K；

9．性能及特点：电抗器设计干式、环氧浇铸，电抗器可以自由方便叠装。环氧树脂绝缘筒外壳，具有足够的电气、机械强度，必要的散热能力以及油热胀冷缩的裕度。外壳上下盖板,颜色为橘红色。

十、电容分压器技术参数：

1． 额定电压：400kV；

2． 工作频率：30～300Hz；

3． 分压比：4000：1；

4． 分压比误差：1%；

电容分压器接线端子如图所示：

1． 高压端—与电抗器高压侧及被试品高压侧相连。

2． 测量插座—采用专配的测量电缆与控制箱背板测量输入端连接。

3． 接地端—采用专配接地线按接线图指示接地。

4．性能及特点：

a.额定电压下可连续运行2小时。

b.在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持不变。

c.在20℃温度下电容分压器介质损耗值≤0.0025

d.电容分压器配有支撑底架，具有足够的稳定性。

e.电压测量通过专用测试引线引至调频电源进行测量。

十二、试验接线图：

35kv电缆试验接线图

110kv电缆试验接线图

220kv主变、GIS试验接线

十二、设备保存和维护

1、存放于干燥、清洁场地，防止雨水、灰尘进入部件内部；

2、如若长期不使用，正常天气至少2个月应通电一次时间不少于半小时，雨季及潮湿期应每隔一个月通电一次，通电时间半小时，以驱除设备内的潮气防止电子元器件的锈蚀，影响正常使用。

3、定期检查装置各部件，确保各接头紧固无松动；

4、更换打印纸，机器采用热敏打印纸并且是前换纸式当需要换纸时只要按POST键钮打印纸舱门就会打开可以将新打印纸装入；

十三、常见故障排除

故障现象

发 生 原 因

排 除 方 法

找不到谐振点

1、 接线有误。

2、 输出开关未开,；

3、做GIS时PT二次回路未打开；

4、试品Q值太低；

5、起始激励功率太低；

6、试验回路有短路现象；

7、找频范围不对。

退出试验状态，合上输出开关，检查接线；打开PT二次回路；

调高起始功率（∠30%）；

用兆欧表测量试品绝缘

重新设置找频范围

谐振后,电压升不上去

1、试品Q值太低；

2、激励电压不够；

3、电抗器底部有铁磁物体；

4、3次谐波谐振。

检查试品；

改变激励变压器绕组接法，提高励磁电压

绝缘筒架高电抗器或离开铁磁物体。

主机自动复位

供电电源容量不够；

电源引线过长或线径过小；

接头处接触不良；

供电电压波动；

按键死接触。

增加供电电源容量；

换较粗导线，减小导线长度；

检查接头；

减小供电电压波动。

开机后线路跳闸

线路漏电保护器较为敏感；

空气开关容量不够。

跨过漏电保护器或空气开关的接线；

改换较大容量的空气开关。

电压跌落

试品放电或击穿

检查试品

输出短路

电流超过本机限流值。

检查接线和试品。

试品电压不准

分压比设置错误或分压器信号传输有问题。

重设分压比或检查分压器接线。

电压闪变

试验电压剧烈波动，变化率超过本机限定值。

检查供电电源电压稳定性或试品参数的变化。