GKXZ系列工频谐振耐压试验装置

1、GKXZ系列工频谐振耐压试验装置使用说明书一. 概述:电气设备的绝缘试验，是为了保证电力系统及电气设备的安全经济运行。其中交接试验和预防性试验，可确定新安装设备能否投入运行，或提前发现已运行的电气设备的隐患，预防设备损坏。在这两类试验中，交流工频耐压试验是考核电气设备绝缘强度的关键项目。随着电力系统的发展，30万千瓦及以上大型发电机组，已经成为我国的主力发电机组，60万千瓦的和更大容量的发电机组在我国也已有相当的数量。由于单机容量的增大，势必使发电机组绕组对地电容量也增大，如表1所示。表1：不同发电机的单相对地电容量火 电水 电发电机容量（MW）20030060085125-150300400

2、单相对地电容（F）0.2-0.250.18-0.260.31-0.340.691.8-1.91.7-2.52.0-2.5大容量水轮发电机的单相对地电容量已达1.7-2.5F。工频耐压试验时，电容电流达到25-30安。如采用常规高压试验设备，试验电源及试验变压器、调压器等的容量高达数千个千伏安，不仅设备笨重，而且也无如此大容量的调压设备，现场试验电源也很难解决，工作极不方便。为了满足大容量电气设备试验需要，采用谐振原理，用可调电抗器或可调激磁电抗与被试设备对地电容匹配，形成谐振。即并联谐振时，容性支路和感性支路的电流近于相等相位相反，而比电源总电流大Q倍。而串联谐振时，VL和VC相等相位相反均为

3、电源电压的Q倍。那么试验电源承担的容量，就只是有功分量。这样，调压设备容量，电源容量将大大减小，仅为被试容量的1/Q倍。二、工频谐振试验方法在频率50HZ不变的条件下，改变电感使电路达到谐振的方法。1、并联谐振法，也称为电流谐振法。由试验电源变压器，并联可调电抗器及调压器和操作控制设备，测量仪器仪表等组成。 电气接线如图一： 图一 并联谐振耐压试验原理图 可调电抗器支路的电感电流与被试品支路的电容电流相互补偿，达成电 流谐振。2、 串联谐振法，也称为电压谐振法，由激励电源变压器，串联可调电抗器及调压器和操作控制设备，测量仪器仪表等组成。电气接线如图二：图二 串联谐振耐压试验原理图可调电抗器上的

4、电感电压与被试品电容上的电容电压相互补偿，达成电压谐振。谐振装置工作原理及特点谐振电抗器是变压器主磁路铁芯气隙可调的谐振试验设备。它的工作原理是通过调节主磁路气隙，来改变激磁电抗Xm和原副边漏抗X1及X2，使它与被试品的电容XC达到谐振。这样，试验用的电源变压器、谐振电抗器，以及调压器，只需提供有功电流，从而大大减小试验用电源的容量及调压器的容量，带来明显的经济效益。一般来说，若谐振电抗器的铜耗为Pcu，铁耗Pfe，待试设备的电容介质损耗及其它损耗的有功功率为Pc，谐振电抗器的额定输出容量为Sed，则谐振电抗器在额定输出时的Q值为Q=当输出容量低于额定视在功率Sed时，铁耗PFe及铜耗Pcu均

5、会降低，因而Q值会增大。谐振电抗器，采用了优质硅钢片，高压线圈直流电阻小，并对线圈进行合理设计布置，因而具有漏抗小，铜耗及铁耗均小的特点，额定空载及短路损耗仅为额定输出功率的1%，这使本厂产品具有较高Q值（20-50）。谐振电抗器，调谐线性偏移很小，在低压下调节好谐振点，升压到试验耐压值电压时，谐振点偏移很小。利用电感量可调的高压线圈成为可变电抗器，可以作串联谐振、并联谐振的可调电抗器使用。三、 GKXZ工频谐振试验装置在工程实践中，现场工况经常发生变化，试验对象要求使用的谐振试验方法也各有特点。有的侧重于操作安全，有的侧重于试品击穿后的保护，有的侧重于升压电压的稳定等等。用一种谐振试验方法很

6、难同时满足用户的这些要求，我公司总结了多年的经验，专门设计了一套GKXZ工频谐振试验装置，能够完成工频串联谐振、并联谐振耐压试验等多项功能。GKXZ工频谐振试验成套装置包括：谐振电抗器、激励变压器、调压器、控制台、分压器。1、 GKXZ谐振电抗器典型参数：额定输出容量250KVA交流额定输出电流7A交流额定输出电压35KV额定输入容量35KVA额定输入电流875A额定输入电压400V系统品质因数不小于20噪声小于60dB波形畸变小于1% 铁芯为芯、壳式复合结构，主磁路气隙可调。线圈筒式结构，全绝缘，双高压套管输出。电感量调节范围宽，调节平稳，品质因数好，噪声低。2、 GKYD激励变压器环形铁芯

7、，损耗低，波形好，磁密低，过载能力强，交直流二用。典型参数：型 号YDL-25KVA/5KV/40KV额定容量35KVA额定输出电压 5KV、40KV额定输出电流5A/0.5A额定输入电压400V额定输入电流60A3、 TELGZ调压器典型参数：型 号TELGZ-35/0.38额定容量35KVA额定输入电压380V输出电压0-430V电动调压。柱式接触式调压器漏抗小，波形好。4、 GKTC控制台型号：智能型控制台GKTC-35KVA/0.4KV控制功能：控制部分采用SO-VAT智能型多功能控制器，详细使用方法参见说明。a) 分闸、合闸。b) 铁芯气隙升降电动调节。c) 电动控制调谐。d) 电动

8、调压升、降压。e) 定时自动降压控制。保护功能：智能设定。a) 零位合闸保护。b) 智能型单片机控制过流保护。c) 智能型单片机控制过压限幅装置。指示：a) 液晶中文菜单显示高压电压、输入电流、时间控制。b) 分合闸指示。c) 调压器升降极限指示。d) 铁芯气隙升降极限指示。e) 保护动作报警。f) 低压侧电压指示。g) 调谐功率因数指示。四、 工频谐振试验的特点1. 试验时所需电源的容量可大大减少，仅为传统电源容量的1/Q，一般Q值大于20。2. 试验电压波形良好，波形畸变率小于1%。因为谐振回路以50HZ基波调谐具有较高的品质因素Q，其他谐波分量明显地被抑制。3. 作串联谐振使用时被试品击

9、穿无过电压出现，短路电流小。串联谐振电路中，试品闪络时，电路谐振被破坏，电压明显下降，试品上的电压会自动降低为U试/Q。接着恢复电压缓慢上升，因此不会发生暂态过电压。同时串联的可调电抗器可起限制电流的作用，使得回路中的短路电流大大降低，ISC=U试/（QXL）。4. 作并联谐振使用时。谐振状态时气隙较大，其相应漏抗比较大。试品一旦被击穿，立即失谐，则随着短路电流的增大，谐振变压器及调压器上漏抗压降增大，对被试品上的短路电流有明显限制作用，不致造成被试品上出现过大的短路电流。 大型发电机最忌讳定子绝缘击穿时烧毁铁心。耐压过程中，当发电机定子槽内绝缘弱点被击穿时，上述两种方式将立即失谐。串谐短路电

10、流瞬时下降为试验电流的1/Q倍，因此，串谐方式无须任何措施，击穿时亦不会损伤铁心。使用并联谐振方式时，短路电流仅为2-3倍谐振试验变的额定电流，加上保护得当，也是非常安全的。五、 交流耐压试验操作方法 1、联接系统：1） 把电源A相、C相、N与操作台背后下侧对应接线柱相联接。2） 连接操作台至调压器，操作台至谐振变压器的联线，接线柱一一对应，专用航空插头一一对应。2、整定过电流保护： 根据操作台面板上的过流保护指示仪将过电流保护整定好.一般按被试验设备容量的1/Q折算为低压容量，计算出此试验电压下的低压电流、电压,并按低压电流计算值的1.5倍整定过流保护。然后通过模拟试验确保过流保护可靠动作切

11、断电流。（对低水头120MW水轮机，Q值约为810。） 如试品设备电流为2A，电压为30KV，则设备容量为60KVA，取Q值为10，则低压容量为6KVA，低压电压若为400V，则低压电流为15A，过流保护整定值为22.5A。 3、整定过电压保护： 电子过电压保护整定：按试品耐压值的1.1倍整定，当过压保护动作时应自动闭锁升压。 如试品耐压值为35KV，则1.1倍应为38.5KV。 4、接入测量仪表：在被试设备高压侧接入分压器进行高压测量。 在试验变接地端串接一电流表。5、 接入被试品设备做交流耐压试验1） 耐压试验前，检查试验设备应完好齐全。2） 现场安全措施完备，具备试验条件。3） 空载调整

12、试验设备完好。升压试验：接入模拟负载或试品，升压1020，然后提升气隙找到谐振点（谐振时电压达到最高），再逐步升压至试验电压，时间到，自动降压。4） 校验过流保护： 接入模拟负载，从操作台上的显示器监测，提升电压，同时监测电流，当电流达到保护整定值时，保护应可靠动作跳闸切断电源。5） 校验过压保护：接入模拟负载，从操作台上的显示器监测（或从分压器的高压表监测），当电压达到保护整定值时，过压保护动作，报警灯亮切断电源自动降压回零。6） 带上被试品，进行串联谐振时，在激励变额定输入电压的10%-20%时就开始调谐，一直调到高压输出电压最高为调谐完毕，并在以后的升压过程中不能再调气隙，以免产生操作过

13、电压。（对于发电机试验，推荐采用串联谐振法试验）7） 升压到耐压值时（由于电压以Q倍上升，必须采用点动升压），若无异常现象到1分钟调压器自动降压至零。试验过程中，有关人员应加强对被试设备的监护。一旦出现异常现象，或过流保护动作，则应迅速降压并切断电源。8） 分闸；将气隙降至零位，关闭所有开关，试验完毕9） 同一台机组，分相试验时，一旦调好谐振点，其它相交流耐压时，可不需调节气隙，直接升压至试验电压。10） 整体试验全部完成后，必须将谐振电抗器的可动铁芯气隙降至0位。6、 试验操作程序 六、直流耐压试验操作一、 所用设备及连接直流耐压试验要求使用励磁变压器、电动调压器、控制台及整流硅堆（如看泄漏

14、电流还需接入微安表，准备放电棒），打开控制台前后门，按照控制台后门接线端子排上的标记，对应连接调压器输入、输出，励磁变压器低压侧输入端（a,x）,用航空插件连接控制台谐振变压器，控制台电动调压器，根据硅堆上的标识（硅桥箭头向下，此时直流为负极性输出），将硅堆装在励磁变压器高压输出端上。再根据控制台输出端子排的指示要求接入电源。连接标准分压器至高压，连接控制台与标准分压器。按规程要求接好其他辅助设备，接入发电机被试绕组。连线完毕，在输入电源前，一定要检查线路应连接正确、可靠。二、 通电试验输入电源开始试验前，必须在设备周围设立围栏，挂上警示牌，必须有两人以上在场。电源连线的截面积必须满足调压器容量要求，检查操作台各种表计有否损坏，各个钮子开关、电源开关、控制台后门的刀闸是否处在“关”状态。1、接通电源，打开电源开关。2、面板上的电源指示红灯亮。检查调压器是否在零位（在零位时“降压”和“降气隙”指示绿灯亮），不在零位应及时回零。3、根据试验要求整定过流、过压保护、计时设置。三、直流耐压试验直流耐压试验步骤：1) 接通电源，合闸。2) 升压，缓慢升压至试验电压，电压值以高压侧值为准，按要求读取泄漏电流。3) 升压至试验电压值；自动启动时间继电器，耐压完毕，调压器自动降压回零，分闸。4