該裝置主要針對10kV、35kV電纜的交流耐壓試驗設(shè)計制造。具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、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、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器組成。
*部分 產(chǎn)品概述
該裝置主要針對10kV、35kV電纜的交流耐壓試驗設(shè)計制造。具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、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、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器組成。
一、串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應用的優(yōu)點:
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,試驗所需的電源功率只有試驗容量的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變壓器,而且,諧振激磁電源只需試驗容量的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試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài),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。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時,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(shù)百倍。所以,串聯(lián)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。
5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)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(luò)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(xiàn)任何恢復過電壓。
二、我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點:
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧(閃絡(luò))等保護功能,過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定,試品閃絡(luò)時閃絡(luò)保護動作并能記下閃絡(luò)電壓值,以供試驗分析。
2、整個裝置單件重量很輕,便于現(xiàn)場使用。
3、裝置具有三種工作模式,方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇,提高試驗速度。
工作模式為:全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式.
4、能存儲和異地打印數(shù)據(jù),存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字,方便的幫助用戶識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(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、采用了DSP平臺技術(shù),可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級,也使得人機交換界面更為人性化。
三、選用導則
1、電纜的交流耐壓試驗
目前在和國內(nèi)已有越來越多的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)電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設(shè)備的原因,很長時間以來,仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來、國內(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點認為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲積累單極性殘余電荷的能力,當在直流試驗后,如不能有效的釋放掉直流殘余電荷,投運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。國內(nèi)一些研究機構(gòu)認為,交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中,由于空間電荷效應,絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿,也會引起絕緣的嚴重損傷。其次,由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓,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交聯(lián)電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。目前,在中低壓電纜上國外已使用超低頻電源(VLF)進行耐壓試驗。但由于此類VLF的電壓等級偏低,尚不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。
2、試驗頻率
由于電纜的電容量較大,采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重,龐大,且大電流的工作電源在現(xiàn)場不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低,重量減輕,便于使用和運輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備(50Hz),但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式(30-300Hz)串聯(lián)諧振試驗設(shè)備,可以得到更高的品質(zhì)數(shù)(Q值),并具有自動調(diào)諧、多重保護,以及低噪音、靈活的組合方式(單件重量大為下降)等優(yōu)點。
大電網(wǎng)會議第21、09工作組發(fā)布的《試驗導則》,建議頻率范圍為30-300Hz。但實際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標準草案(2001年和2000年)就規(guī)定可采用20-300Hz。
3、依據(jù)標準
由于設(shè)備容量和體積等問題,目前國家尚無高壓電力電纜敷設(shè)后在現(xiàn)場進行交流耐壓試驗的相應標準。但對直流耐壓試驗的標準,由于前面所述原因人們也產(chǎn)生了一些疑問。CIGRI大電網(wǎng)工作會議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗收試驗建議導則》中對目前采用的直流耐壓試驗方法提出疑議,并推薦使用工頻及近似工頻(30-300Hz)的交流試驗方法。IEC 60840標準中在45-150kV敷設(shè)后電纜試驗標準中除原直流試驗標準外,增加了1.7U0 5分鐘或1U0 24小時的交流試驗標準。而在220kV等級中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設(shè)后試驗中直流試驗的標準,只有交流試驗的要求,即 20-300Hz 1.4U0 60分鐘。為了更有效的對施工后的交聯(lián)電纜進行交接試驗,華北電力集團公司在《電力設(shè)備交接和預防性試驗規(guī)程》修訂內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓試驗一項中增加了電纜的交流耐壓試驗標準。之后,國內(nèi)很多地方也相應的出臺了地方性試驗標準,其試驗頻率大多都在30-300Hz,中低壓電纜試驗電壓為1.6-2.0倍的相電壓,高壓電纜試驗電壓一般都在1.4-1.7倍的相電壓,具體根據(jù)各個地方略有不同,浙江推薦中低壓電纜試驗頻率為45-65 Hz,高壓電纜試驗頻率為35-75 Hz。
第二部分 HZBP-75kVA/75kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置設(shè)備應用
(一)交聯(lián)乙烯電纜的交流耐壓

(二)主變、開關(guān)等的交流耐壓試驗

第三部分 HZBP-75kVA/75kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置
一、HZBP-指生產(chǎn)廠家型號
75指設(shè)備能輸出的zui大額定容量,單位為kVA
75指設(shè)備能輸出的電壓等級,單位為kV;
二、HZBP-75kVA/75kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置技術(shù)指標
1.額定電壓:
25kV---滿足10kV電纜的交流耐壓試驗;工作頻率:30-300Hz,試驗電壓≤22kV,試驗時間5min;
50kV---滿足35kV電纜的交流耐壓試驗;工作頻率:30-300Hz,試驗電壓≤52kV,試驗時間60min;
2.輸出電壓波形畸變率:<1.0%
3.允許連續(xù)工作時間: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,開關(guān)等試驗滿負荷時品質(zhì)因數(shù):Q>20(與負載相關(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)測量精度:1.5%
9.裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能
三、設(shè)備遵循標準
《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》 GB50150-2016
《電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程》 DL/T596-1996
《高壓諧振試驗裝置》 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
《外殼防護等級》 GB1094.1-GB1094.6-96
《高電壓試驗技術(shù)》 GB/T16927.1~2-1997
四、被試品對象及試驗要求
1、10kV/300mm2電纜1.5km的交流耐壓試驗,電容量≤0.563uF,試驗頻率30-300Hz,試驗電壓不超過22kV,試驗時間5min。
五、裝置主要技術(shù)參數(shù)及功能
- 額定容量:75kVA;
- 輸入電源:單相220或三相380V電壓,頻率為50Hz;
- 額定電壓: 25kV;50kV;75kV;
- 額定電流: 3A;1.5A;1A;
- 工作頻率:30-300Hz;
- 裝置輸出波形:正弦波
- 波形畸變率:輸出電壓波形畸變率≤1%;
- 工作時間:額定負載下允許連續(xù)60min;過壓1.1倍1分鐘;
- 溫 升:額定負載下連續(xù)運行60min后溫升≤65K;
- 品質(zhì)因素:裝置自身Q≥30(f=45Hz);
- 保護功能: 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡(luò)保護(詳見變頻電源部分);
- 測量精度:系統(tǒng)有效值1.5級;
六、工作環(huán)境
環(huán)境溫度:-10℃–50℃;
相對濕度:≤90%RH;
海拔高度: ≤1000米;
七、裝置容量確定
設(shè)計3節(jié)電抗器,則單節(jié)電抗器為25kVA/25kV/1A,裝置總?cè)萘繛?/span>75kVA。
2、10kV/300mm2電纜1.5km的交流耐壓試驗,電容量≤0.563uF,試驗頻率30-300Hz,試驗電壓22kV,試驗時間5min。
試驗電流: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要求。
試驗時設(shè)備使用關(guān)系列表
設(shè)備組合 被試品對象 | 電抗器 25kVA/25kV三節(jié) | 激勵變壓器輸出端選擇 | 試驗電壓(kV) |
10kV/300mm2電纜1.5km | 使用電抗器三節(jié)并聯(lián) (其中三節(jié)接地) | 1.2kV | ≤22kV |
九、系統(tǒng)配置及其參數(shù)
- 激勵變壓器JLB-5kVA/1.2kV/0.4kV 1臺
- 額定容量:5kVA;
- 輸入電壓:0-400V,單相;
- 輸出電壓:4/8/16kV
- 結(jié) 構(gòu):干式;
2. 變頻電源HZBP-5kW/220/380V 1臺
- 額定輸出容量:5kW
- 工作電源: 220/380±10%V(單/三相),工頻
- 輸出電壓:0 –400V,單相
- 額定輸入電流:22.7A
- 額定輸出電流:12.5A
- 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 行 時 間:額定容量下連續(xù)60min
- 額定容量下連續(xù)運行60min元器件zui高溫度≤65K;
- 噪 聲 水 平:≤50dB
- 可實現(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)場操作及觀察;
2)內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱,可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩(wěn)定性和可靠性;
3)參數(shù)顯示:觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)可顯示諧振電壓(即試驗前設(shè)置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡(luò)保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容,電感,頻率互換計算、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次試驗諧振頻率準確及穩(wěn)定性;
4)參數(shù)設(shè)置:大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數(shù)的設(shè)置,可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡(luò)保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數(shù)設(shè)置提示以及幫助等參數(shù)進行設(shè)置或選擇;
5)試驗模式:觸摸屏和外接鼠標操作,有全自動、半自動、手動三種運行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧(含手動、自動)、分段加壓和計時、運行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等;
6)保護功能及其信息提示:具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護,以及失諧保護、零位、閃絡(luò)保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能;
7)數(shù)據(jù)存儲功能:試驗結(jié)果保存(手動保存)、打印、上傳、回查等。
① 試驗結(jié)果:手動或自動試驗完畢后,在試驗結(jié)果界面中可顯示出試驗時的詳細參數(shù),當試驗發(fā)生中斷時,可提示中斷狀態(tài)。可將參數(shù)保存在存儲器中,該存儲器為非易失存儲器,可保存50次試驗記錄;
② 數(shù)據(jù)查詢:可將已保存的試驗結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上,同時具有USB接口,可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設(shè)備所攜帶打印機打印;(打印機屬客戶自選,若客戶有此需求,須在合同中予以特別寫明)
8)自動穩(wěn)壓功能:系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗電壓或手動升壓結(jié)果,自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓,電壓穩(wěn)定度可達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)諧過程;頻率分辨率根據(jù)需要,可預設(shè)為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz,在調(diào)諧效率與調(diào)諧精準度之間取得優(yōu)化平衡;
10)頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細調(diào),并可自動尋找試驗諧振點,保證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移;
3. 高壓電抗器HZDK-25kVA/25kV 3節(jié)
- 額定容量:25kVA;
- 額定電壓:25kV;
- 額定電流:1A;
- 品質(zhì)因素:Q≥30 (f=45Hz);
- 結(jié) 構(gòu):干式;
4. 電容分壓器FRC-75kV/1500pF 1套
- 額定電壓:75kV;
- 高壓電容量:1500pF
- 介質(zhì)損耗:tgσ≤0.5%;
- 分 壓 比:3000:1
- 測量精度:有效值1.5級;
十、供貨清單一覽表
1、配置設(shè)備一覽表
序號 | 設(shè) 備 名 稱 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 激勵變壓器 | JLB-5kVA/1.2kV/0.4kV | 臺 | 1 | |
2 | 變頻電源 | HZBP-5kW/220/380V | 臺 | 1 | |
3 | 高壓電抗器 | HZDK-25kVA/25kV | 臺 | 3 | |
4 | 電容分壓器 | FRC-75kV/1500pF | 套 | 1 | |
5 | 絕緣支架 | 尺寸360mm×1000mm/360mm×150mm | 套 | 1 | |
2、設(shè)備附件一覽表
序號 | 設(shè) 備 名 稱 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 分壓器至電抗器間 | | 根 | 1 | |
2 | 電抗器至被試品間 | | 根 | 1 | |
3 | 激勵變至電抗器 | | 根 | 1 | |
4 | 電抗器間連接線 | | 根 | 6 | |
5 | 激勵變間連接線 | | 根 | 1 | |
6 | 激勵變間連接線 | | 根 | 1 | |
7 | 激勵變進線 | | 根 | 1 | |
8 | 電源進線 | | 根 | 1 | |
9 | 電源進線 | | 根 | 1 | |
10 | 接地線 | | 套 | 1 | |
11 | 防塵罩 | 1個激勵變和3個電抗器 | 個 | 4 | |