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75KVA/75KV/1A變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置 |
發(fā)布者：揚(yáng)州市拓騰電氣有限公司 發(fā)布時(shí)間：2018/7/10 |
第一部分 產(chǎn)品概述 該裝置主要針對(duì)10kV、35kV電纜的交流耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)制造。具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門(mén)及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。 該裝置主要由變頻控制電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器、電容分壓器、補(bǔ)償電容器組成。 一、串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)： 1、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(gè)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(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。 2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但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(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)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(yàn)裝置的1/10。 3、改善輸出電壓的波形。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，有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。 4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí)，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。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。 5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，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(guò)程很長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開(kāi)電源，這種電壓的恢復(fù)過(guò)程是一種能量積累的間歇振蕩過(guò)程，其過(guò)程長(zhǎng)，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。 二、我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點(diǎn)： 1、裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過(guò)壓過(guò)流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡(luò)時(shí)閃絡(luò)保護(hù)動(dòng)作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗(yàn)分析。 2、整個(gè)裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場(chǎng)使用。 3、裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。 工作模式為：全自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、自動(dòng)調(diào)諧手動(dòng)升壓模式. 4、能存儲(chǔ)和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號(hào)是數(shù)字，方便的幫助用戶識(shí)別和查找。 5、裝置自動(dòng)掃頻時(shí)頻率起點(diǎn)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(shí)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(diǎn)。 6、采用了DSP平臺(tái)技術(shù)，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級(jí)，也使得人機(jī)交換界面更為人性化。 三、選用導(dǎo)則1、電纜的交流耐壓試驗(yàn) 目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)已有越來(lái)越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來(lái)國(guó)際、國(guó)內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對(duì)XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲(chǔ)積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場(chǎng)強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過(guò)了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿，也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過(guò)電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對(duì)交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來(lái)越受到人們的重視。目前，在中低壓電纜上國(guó)外已使用超低頻電源（VLF）進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。但由于此類(lèi)VLF的電壓等級(jí)偏低，尚不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗(yàn)。 2、試驗(yàn)頻率 由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重，龐大，且大電流的工作電源在現(xiàn)場(chǎng)不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備，可以得到更高的品質(zhì)數(shù)（Q值），并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù)，以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優(yōu)點(diǎn)。 國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議第21、09工作組發(fā)布的《試驗(yàn)導(dǎo)則》，建議頻率范圍為30-300Hz。但實(shí)際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標(biāo)準(zhǔn)草案（2001年和2000年）就規(guī)定可采用20-300Hz。 3、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 由于設(shè)備容量和體積等問(wèn)題，目前國(guó)家尚無(wú)高壓電力電纜敷設(shè)后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)直流耐壓試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn),由于前面所述原因人們也產(chǎn)生了一些疑問(wèn)。CIGRI國(guó)際大電網(wǎng)工作會(huì)議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗(yàn)收試驗(yàn)建議導(dǎo)則》中對(duì)目前采用的直流耐壓試驗(yàn)方法提出疑議，并推薦使用工頻及近似工頻（30-300Hz）的交流試驗(yàn)方法。IEC 60840標(biāo)準(zhǔn)中在45-150kV敷設(shè)后電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中除原直流試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)外，增加了1.7U0 5分鐘或1U0 24小時(shí)的交流試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。而在220kV等級(jí)中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設(shè)后試驗(yàn)中直流試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，只有交流試驗(yàn)的要求，即 20-300Hz 1.4U0 60分鐘。為了更有效的對(duì)施工后的交聯(lián)電纜進(jìn)行交接試驗(yàn),華北電力集團(tuán)公司在《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》修訂內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓試驗(yàn)一項(xiàng)中增加了電纜的交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。之后，國(guó)內(nèi)很多地方也相應(yīng)的出臺(tái)了地方性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其試驗(yàn)頻率大多都在30-300Hz，中低壓電纜試驗(yàn)電壓為1.6-2.0倍的相電壓，高壓電纜試驗(yàn)電壓一般都在1.4-1.7倍的相電壓，具體根據(jù)各個(gè)地方略有不同，浙江推薦中低壓電纜試驗(yàn)頻率為45-65 Hz，高壓電纜試驗(yàn)頻率為35-75 Hz。 第二部分 TEXZ-75kVA/75kV變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置設(shè)備應(yīng)用 （一）交聯(lián)乙烯電纜的交流耐壓試驗(yàn)
（二）主變、開(kāi)關(guān)等的交流耐壓試驗(yàn)
第三部分 TEXZ-75kVA/75kV變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置 一、TEXZ-指生產(chǎn)廠家型號(hào) 75指設(shè)備能輸出的最大額定容量，單位為kVA 75指設(shè)備能輸出的電壓等級(jí)，單位為kV； 二、TEXZ-75kVA/75kV變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置技術(shù)指標(biāo) 1．額定電壓：
25kV---滿足10kV電纜的交流耐壓試驗(yàn)；工作頻率：30-300Hz,試驗(yàn)電壓≤22kV,試驗(yàn)時(shí)間5min； 50kV---滿足35kV電纜的交流耐壓試驗(yàn)；工作頻率：30-300Hz,試驗(yàn)電壓≤52kV,試驗(yàn)時(shí)間60min； 2．輸出電壓波形畸變率：<1.0％ 3.允許連續(xù)工作時(shí)間：額定條件下一次性工作60分鐘； 4．裝置自身品質(zhì)因數(shù)：Q>50 5. GIS，開(kāi)關(guān)等試驗(yàn)滿負(fù)荷時(shí)品質(zhì)因數(shù)：Q>20（與負(fù)載相關(guān)） 6．輸入電源：三相380V或單相220V 7．頻率調(diào)節(jié)范圍：30Hz～300Hz 8．系統(tǒng)測(cè)量精度：1.5％ 9．裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)等保護(hù)功能 三、設(shè)備遵循標(biāo)準(zhǔn) 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50150-2016 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》 DL/T596-1996 《高壓諧振試驗(yàn)裝置》 DL/T 849.6—2004 《電抗器》 GB10229.88 《耦合電容器和電容分壓器》 IEC358(1990) 《電力變壓器》 GB1094.5-2003 《外殼防護(hù)等級(jí)》 GB1094.1-GB1094.6-96 《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》 GB/T16927.1~2-1997 四、被試品對(duì)象及試驗(yàn)要求 1、10kV/300mm2電纜1.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.563uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過(guò)22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。 五、裝置主要技術(shù)參數(shù)及功能 1） 額定容量：75kVA； 2） 輸入電源：?jiǎn)蜗?20或三相380V電壓，頻率為50Hz； 3） 額定電壓： 25kV；50kV；75kV； 4） 額定電流： 3A；1.5A；1A； 5） 工作頻率：30-300Hz； 6） 裝置輸出波形：正弦波 7） 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%； 8） 工作時(shí)間：額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過(guò)壓1.1倍1分鐘； 9） 溫 升：額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K； 10） 品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)； 11） 保護(hù)功能： 對(duì)被試品具有過(guò)流、過(guò)壓及試品閃絡(luò)保護(hù)(詳見(jiàn)變頻電源部分)； 12） 測(cè)量精度：系統(tǒng)有效值1.5級(jí)； 六、工作環(huán)境 環(huán)境溫度：－10℃–50℃; 相對(duì)濕度：≤90%RH; 海拔高度: ≤1000米； 七、裝置容量確定 設(shè)計(jì)3節(jié)電抗器，則單節(jié)電抗器為25kVA/25kV/1A，裝置總?cè)萘繛?/b>75kVA。 2、10kV/300mm2電纜1.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.563uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。 試驗(yàn)電流：I=2πfCU =2π×35×0.563×10-6×22×103=2.7A 八、裝置容量定為75kVA/75kV，分3節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為25kVA/25kV/1A，使用電抗器串并聯(lián)能滿足上述被試品的試驗(yàn)要求。 試驗(yàn)時(shí)設(shè)備使用關(guān)系列表
九、系統(tǒng)配置及其參數(shù) 1. 激勵(lì)變壓器JLB-5kVA/1.2kV/0.4kV 1臺(tái) a) 額定容量：5kVA； b) 輸入電壓：0-400V，單相； c) 輸出電壓：4/8/16kV d) 結(jié) 構(gòu)：干式； 2. 變頻電源TEXZ-5kW/220/380V 1臺(tái) a) 額定輸出容量：5kW b) 工作電源： 220/380±10%V（單/三相），工頻 c) 輸出電壓：0 –400V，單相 d) 額定輸入電流：22.7A e) 額定輸出電流：12.5A f) 電壓分辨率： 0.01kV g) 電壓測(cè)量精度：1.5% h) 頻率調(diào)節(jié)范圍：30 – 300Hz i) 頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz j) 頻率穩(wěn)定度： 0.1% k) 運(yùn) 行 時(shí) 間：額定容量下連續(xù)60min l) 額定容量下連續(xù)運(yùn)行60min元器件最高溫度≤65K; m) 噪 聲 水 平：≤50dB n) 可實(shí)現(xiàn)以下功能： 1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現(xiàn)場(chǎng)操作及觀察； 2）內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護(hù)鋁箱，可有效減緩運(yùn)輸中的顛簸震動(dòng)和吊裝時(shí)的沖擊。保證了變頻電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性； 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(yàn)前設(shè)置的目標(biāo)電壓)、試驗(yàn)頻率、測(cè)量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時(shí)間、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、階段升壓及階段計(jì)時(shí)、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計(jì)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(yàn)諧振頻率準(zhǔn)確及穩(wěn)定性； 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(duì)起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計(jì)時(shí)、測(cè)量分壓器變比、激勵(lì)變變比、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、試驗(yàn)?zāi)Ｊ�、電容電感頻率互換計(jì)算、參數(shù)設(shè)置提示以及幫助等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或選擇； 5）試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑河|摸屏和外接鼠標(biāo)操作，有全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動(dòng)、自動(dòng)）、分段加壓和計(jì)時(shí)、運(yùn)行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計(jì)算功能等； 6）保護(hù)功能及其信息提示：具備高壓過(guò)壓保護(hù)、低壓過(guò)流、過(guò)流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、閃絡(luò)保護(hù)、緊急停機(jī)、欠壓保護(hù)等多重保護(hù)功能； 7）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：試驗(yàn)結(jié)果保存（手動(dòng)保存）、打印、上傳、回查等。 ① 試驗(yàn)結(jié)果：手動(dòng)或自動(dòng)試驗(yàn)完畢后，在試驗(yàn)結(jié)果界面中可顯示出試驗(yàn)時(shí)的詳細(xì)參數(shù)，當(dāng)試驗(yàn)發(fā)生中斷時(shí)，可提示中斷狀態(tài)�？蓪�(shù)保存在存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器為非易失存儲(chǔ)器，可保存50次試驗(yàn)記錄； ② 數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，同時(shí)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(jī)打印；（打印機(jī)屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫(xiě)明） 8）自動(dòng)穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)電壓或手動(dòng)升壓結(jié)果，自動(dòng)跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗(yàn)電壓，電壓穩(wěn)定度可達(dá)1.0%； 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30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設(shè)置，可加快調(diào)諧過(guò)程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預(yù)設(shè)為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調(diào)諧效率與調(diào)諧精準(zhǔn)度之間取得優(yōu)化平衡； 10）頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)，并可自動(dòng)尋找試驗(yàn)諧振點(diǎn)，保證諧振頻率在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生漂移； 3. 高壓電抗器TEDK-25kVA/25kV 3節(jié) a) 額定容量：25kVA； b) 額定電壓：25kV； c) 額定電流：1A； d) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)； e) 結(jié) 構(gòu)：干式； 4. 電容分壓器FRC-75kV/1500pF 1套 a) 額定電壓：75kV； b) 高壓電容量：1500pF c) 介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%； d) 分 壓 比：3000：1 e) 測(cè)量精度：有效值1.5級(jí); 十、供貨清單一覽表 1、配置設(shè)備一覽表
2、設(shè)備附件一覽表
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