UHV-540kVA/270kV 串聯(lián)諧振方案

簡要描述：裝置具有過壓、過流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能整個(gè)裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場使用采用了DSP平臺(tái)技術(shù)

更新時(shí)間：2024-11-11
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串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置

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滿足試品范圍

1、10kV/300mm²電纜4.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤1.6897μF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。

2、35kV/300mm²電纜1.8km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.3501μF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

3、35kV電壓等級(jí)開關(guān)柜的交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過95kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。

4、110kV/300mm²電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.147μF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。

5、110kV/50MVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02μF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。

6、110kV電壓等級(jí)開關(guān)等變電氣設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過265kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。

裝置主要組成

序號(hào)	設(shè)備名稱	規(guī)格型號(hào)	單位	數(shù)量
1	變頻電源	UHV-30kW	臺(tái)	1
2	激勵(lì)變壓器	UHV-30kVA/1.5/3/6kV/0.4kV	臺(tái)	1
2	激勵(lì)變壓器	HTJL-15kVA/16kV	臺(tái)	1
3	高壓電抗器	UHV-54kVA/27kV	臺(tái)	10
4	電容分壓器	UHV-500pF/270kV	套	1

主要功能及特征

UHV-540kVA/270kV 串聯(lián)諧振方案，采用調(diào)節(jié)電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實(shí)現(xiàn)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(shè)備重量輕體積小，在國內(nèi)外得到了廣泛好評(píng)和應(yīng)用，是當(dāng)前高電壓試驗(yàn)的新方法和潮流。

我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點(diǎn)：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過壓過流保護(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)場使用。

3、裝置具有三種工作模式：全自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、自動(dòng)調(diào)諧手動(dòng)升壓模式；方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。

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DSP平臺(tái)技術(shù)，可根據(jù)用戶需要增減功能和升級(jí)，人機(jī)交換界面更為人性化。

7、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。

8、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振裝置中，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1/10-1/30。

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(duì)試品的誤擊穿。

10、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，而用并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器做耐壓試驗(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。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。

11、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。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)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。

主要技術(shù)參數(shù)及功能

額定容量	540kVA
額定電壓	54kV;135kV;270kV
額定電流	10A;4A;2A
測量精度	系統(tǒng)有效值1.5級(jí)
工作頻率	30-300Hz
裝置輸出波形	正弦波
品質(zhì)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(shí)間	額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘
溫升	額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K
保護(hù)功能	過壓、過流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能
環(huán)境溫度	－20℃-55℃
相對(duì)濕度	≤90%RH
海拔高度	≤3000米

裝置容量驗(yàn)證（裝置容量定為540kVA，分六節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為90kVA/45kV/2A/96H。）

序號(hào)	試驗(yàn)	試驗(yàn)頻率	試驗(yàn)電流
1	10kV/300mm²電纜4.5km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤1.6897μF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。使用電抗器六節(jié)并聯(lián)，則L=96/6=16H	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√16×1.6897×10^-6)=30.61Hz	I=2πfCU_試 =2π×30.61×1.6897×10^-6×22×10³=7.15A
2	35kV/300mm²電纜1.8km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.3501μF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.15）三組并聯(lián)，則L=96×2×1.15/3=73.6H	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√73.6×0.3501×10^-6)=31.35Hz	I=2πfCU_試 =2π×31.35×0.3501×10^-6×52×10³=3.59A
3	110kV/300mm²電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.147μF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。使用電抗器三節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.2）兩組并聯(lián)，則L=96×3×1.2/2=172.8H	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√172.8×0.147×10^-6)=31.58Hz	I=2πfCU_試 =2π×31.58×0.147×10^-6×128×10³=3.73A
4	110kV/50MVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02μF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。使用電抗器四節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.25），則L=96×4×1.25=480H	f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√480×0.02×10^-6)=51.37Hz	I=2πfCU_試 =2π×51.37×0.02×10^-6×160×10³=1.03A

試驗(yàn)時(shí)設(shè)備組合方式

組合方式被試品對(duì)象	電抗器選擇（90kVA/45kV六節(jié)）	激勵(lì)變壓器輸出端選擇	試驗(yàn)電壓 (kV)
10kV/300mm²電纜2km	使用電抗器四節(jié)并聯(lián)	4kV	≤22kV
35kV/300mm²電纜1km	使用電抗器兩節(jié)串聯(lián) 兩組并聯(lián)	4kV	≤52kV
35kV開關(guān)柜	使用電抗器三節(jié)串聯(lián)	4kV	≤95kV
110kV/300mm²電纜1km	使用電抗器三節(jié)串聯(lián) 兩組并聯(lián)	4kV	≤128kV
110kV/50MVA主變	使用電抗器四節(jié)串聯(lián)	8kV	≤160kV
110kV電壓等級(jí)GIS，斷路器、互感器、母排	使用電抗器六節(jié)串聯(lián)	16kV	≤265kV

系統(tǒng)配置參數(shù)

(一) 變頻電源UHV-30kW（1臺(tái)）

額定輸出容量	30kW
工作電源	380±10%V（單/三相），工頻
輸出電壓	0-400V
額定輸入電流	75A
額定輸出電流	75A
電壓分辨率	0.01kV
電壓測量精度	1.5%
頻率調(diào)節(jié)范圍	30-300Hz
頻率調(diào)節(jié)分辨率	≤0.1Hz
頻率穩(wěn)定度	0.1%
運(yùn)行時(shí)間	額定容量下連續(xù)60min
額定容量下連續(xù)運(yùn)行60min元器件溫度	≤65K
噪聲水平	≤50dB
尺寸（長寬高mm)	540×380×420
重量	約25kg

(二) 激勵(lì)變壓器
1、HTJL-30kVA/4/8/16kV/0.4kV（1臺(tái)）

額定容量	30kVA
輸入電壓	0-400V
輸出電壓	1.5kV/3kV/6kV
結(jié)構(gòu)	干式
尺寸（長寬高mm)	580×580×520
重量	約175kg

2、UHV-15kVA/16kV/0.4kV（1臺(tái)）

額定容量	15kVA
輸入電壓	0-400V
輸出電壓	16kV
結(jié)構(gòu)	干式
尺寸（長寬高mm)	480×420×385
重量	約80kg

(三) 高壓電抗器UHV-54kVA/27kV（6節(jié)）

額定容量	54kVA
額定電壓	27kV
額定電流	2A
電感量	65H/單節(jié)
品質(zhì)因素	Q≥30(f=45Hz)
結(jié)構(gòu)	干式
尺寸（內(nèi)徑高mm)	∅342×435
重量	約80kg

(四) 電容分壓器UHV-500pF/270kV（1套）

額定電壓	270kV
高壓電容量	500pF
介質(zhì)損耗	tgσ≤0.5%
分壓比	3000：1
測量精度	有效值1.5級(jí)
尺寸（內(nèi)徑高mm）	∅140×1000
重量	約8kg

供貨清單

序號(hào)	設(shè)備名稱	型號(hào)及規(guī)格	單位	數(shù)量
1	變頻電源	UHV-30kW	臺(tái)	1
2	激勵(lì)變壓器	UHV-30kVA/1.5/3/6kV/0.4kV	臺(tái)	1
2	激勵(lì)變壓器	HTJL-15kVA/16kV/0.4kV	臺(tái)	1
3	高壓電抗器	UHV-54kVA/27kV	臺(tái)	10
4	電容分壓器	UHV-500pF/270kV	套	1
5	串聯(lián)諧振測試線		套	1
6	出廠檢驗(yàn)報(bào)告		份	1
7	使用說明書		份	1
8	產(chǎn)品合格證		份	1
9	裝箱清單		份	1

參考實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

DL/T 596-1996	《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》
GB50150-2016	《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》
GB10229-88	《電抗器》
GB1094	《電力變壓器》
GB1094.1-GB1094.6-96	《外殼防護(hù)等級(jí)》
GB2900	《電工名詞術(shù)語》
GB/T16927.1~2-1997	《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》
DL/T474.4-2006	《現(xiàn)場絕緣試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則－交流耐壓試驗(yàn)》
DL/T1015	《現(xiàn)場直流和交流耐壓試驗(yàn)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》
GB191-2000	《包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志》
JB/T9641-1999	《試驗(yàn)變壓器》
IEC358(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(yàn)規(guī)程》
DL/T849.6-2004	《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置》