HDTF-945kVA/270kV調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置技術(shù)方案

頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置
   HDTF-945kVA/270kV
滿足試品范圍
1、10kV/400mm²長(zhǎng)度8km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤3.3704uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。
2、35kV/500mm²長(zhǎng)度3km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.6963uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
3、110kV/630mm2電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.201uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
4、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
5、110kV電壓等級(jí)開關(guān)等電氣設(shè)備交流耐壓試驗(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

主要功能及特征
        HDTF系列變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置，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(guó)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(chǎng)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(chǎng)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(zhǎng)，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(zhǎng)，而且不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。
主要技術(shù)參數(shù)
1.    額定容量：945kVA
2.    額定電壓：45kV；90kV;135kV;270kV
3.    額定電流：21A；10.;7A;3.
4.    測(cè)量精度：系統(tǒng)有效值1.5級(jí)
5.    工作頻率：30-300Hz
6.    裝置輸出波形：正弦波
7.    品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.    波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.    輸入電源：?jiǎn)蜗?20或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.    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
11.    溫    升：額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K
12.    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
13.    環(huán)境溫度：－20℃-55℃
14.    相對(duì)濕度：≤90%RH
15.    海拔高度:≤3000米
裝置容量驗(yàn)證
裝置容量定為945kVA，分六節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為157.5kVA/45kV/3./48H，
驗(yàn)證：1、10kV/400mm²長(zhǎng)度8km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤3.3704uF，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=48/6=8H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√8×3.3704×10-6)=30.65Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×30.65×3.3704×10-6×22×103=14.28A
2、35kV/500mm²長(zhǎng)度3km電纜的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.6963uF，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)（互感系數(shù)1.1）三組并聯(lián)，則L=48×2×1.1/3=35.2H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√35.2×0.6963×10-6)=32.15Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×32.15×0.6963×10-6×52×103=7.31A
3、110kV/630mm2電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.201uF，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)（數(shù)1.15）兩組并聯(lián)，則L=48×3×1.15/2=82.8H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√82.8×0.201×10-6)=39.01Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×39.01×0.201×10-6×128×103=6.31A
4、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
使用電抗器六節(jié)串聯(lián)（互感系數(shù)1.3），則L=48×6×1.3=374.4H ，則：
試驗(yàn)頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√374.4×0.02×10-6)=58.16Hz
試驗(yàn)電流：I=2πfCU試 =2π×58.16×0.02×10-6×160×103=1.17A
滿足實(shí)驗(yàn)要求。
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
（67.5kVA/45kV六節(jié)）    激勵(lì)變壓器
輸出端選擇    試驗(yàn)電壓(kV)
10kV/400mm²長(zhǎng)度8km    使用電抗器六節(jié)并聯(lián)    1.5kV    ≤22kV
35kV/500mm²長(zhǎng)度3km    使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)三組并聯(lián)    3kV    ≤52kV
110kV/630mm²長(zhǎng)度1km    使用電抗器三節(jié)串聯(lián)
兩組并聯(lián)    6kV    ≤128kV
110kV/63000kVA主變    使用電抗器六節(jié)串聯(lián)    6kV    ≤160kV
110kV電壓等級(jí)開關(guān)等電氣設(shè)備    使用電抗器六節(jié)串聯(lián)    16kV    ≤265kV

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(chǎng)絕緣試驗(yàn)實(shí)施導(dǎo)則－交流耐壓試驗(yàn)》
DL/T1015                  《現(xiàn)場(chǎng)直流和交流耐壓試驗(yàn)電壓測(cè)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(cè)量?jī)x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)備測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置》