HVFRF54272培训资料

1、HVFRF-54/27×2型1035kV橡塑电缆交流耐压成套装置引言：  随着我国的电力事业的迅速发展,尤其是在城网改造中,用交联聚乙烯电缆(以下简称:“交联电缆”)代替架空线路已成为一种趋势,高电压的电力交联电缆使用的数量越来越多。为了检验和保证交联电缆的安装质量,在送电投运前,对交联电缆进行现场交流耐压试验十分必要。过去由于受试验设备的限制,在现场对交联电缆进行交流耐压试验比较困难,一般采用直流耐压试验来代替。存在两个缺点:  1)直流电压对交联聚乙烯绝缘,有积累效应,即“记忆性”。一旦电缆有了由于直流试验而引起的“记忆性”,它就需要很长时间来释放尽残留在电缆

2、中直流电荷。而当该电缆投入运行时,直流电 荷便会叠加在交流电压峰值上,产生“和电压”,远超过电缆的额定电压,使绝缘加速老化,缩短使用寿命。  2)直流电压分布与实际运行的交流电压不同,直流电场分布受电阻率影响,而交流下电场分布与电阻率和介电系数都有关。因此直流耐压试验并不能象交流耐压一样可以准确地反映电缆的机械损伤等明显缺陷,直流试验合格的电缆,投入运行后,在正常工作电压作用下,也会发生绝缘故障。由此可见,对于交联电缆采用传统的直流耐压试验是不可取的,应予淘汰。近年来,国内外许多专家都建议现场对交联电缆进行交流耐压试验来代替直流电压试验。由于电力电缆对地电容量很大,在现场采

3、用50Hz工频进行交流耐压试验条件难以具备,但采用调频电源进行交流耐压试验,条件是基本具备的。根据GB11017-89 1及IEC840,现场绝缘耐压试验中使用的交流电压频率,可采用30300Hz。 试验设备及试验遵循标准GB50150-2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T849.6-2004 电力设备专用测试仪器通用技术条件第 6部分:高压谐振试验装置HVFRF-54/27×2型调频串联谐振成套装置适用范围满足试品：500m 35kV（300mm2）交联电缆的交流耐压试验；1000m 10kV（300mm2）交联电缆的交流耐压试验。调频串联谐振

4、系统工作原理HVFRF型系列自动调频串联谐振试验系统于2005年通过英国NQA公司ISO9001国际质量体系认证。 该装置由变频控制箱、励磁变压器、补偿电抗器、补偿电容器和测量系统组成。利用电抗器和试品电容串联组成LC谐振回路，通过调节输出频率，找到谐振点，在被试品上获得较高的试验电压。它是用小容量低电压的电源获得高电压大容量的输出，是当前高压试验的一种新方法，已得到广泛的应用。 1、定义：由R、L、C组成的串联回路，在正弦信号的激励下， 当电压U的向量与电流I的向量同相时，回路发生谐振。2、发生谐振的条件： ImZ(j)=0 Z(jw)=r+j(L-1/ C) 即： L-1/ C03、回路发

5、生谐振时的电源频率成为 电路的谐振频率f0 0=1/LCf0=0/2 1/2LC 串联谐振工作原理图4、回路阻抗 Z(j0)=r+j(0L-1/ 0C) r 此时回路阻抗达到最小5、谐振回路电流：I=U/Z (j0 )=U/r 此时回路电流达到最大6、试品电压：Uc=I×Xc Uc即试验电压7、品质因数：8、电源电压被升高Q倍即： 9、电源输入功率 10、输入电源容量降低到试验所需容量的1/Q倍11、其他特点：放电时试品破坏小； 回路无过电压； 恢复时间短； 输出波形好；设备轻便，电源容量小，使用安全。 变频电源控制箱面板图 调频串联谐振成套装置各单元介绍一、 变频电源控制箱HVFR

6、F-10型变频控制箱工作原理 变频控制箱是整套装置的核心部件，其主要作用是为整套装置提供电源，应用脉冲宽度调制PWM方式，工作稳定，效率高；它是把频率和幅值不可调节的工频交流电压转换成频率和幅值连续可调的电压，以达到回路频率可变、电压可调的目的。输出电压的调节和变频器的逆变均采用先进、可靠的绝缘栅场效应IGBT开关管。SPWM脉冲与正弦波完全同步，波形稳定，频率稳定，温漂极小。 HVFRF-10型变频控制箱功能及特点1、变频电源主控器显示选用320×240点阵LCD显示屏（带背光），分辨率高，字体清晰。在室内外强弱光线下均能一目了然。2、试验数据可屏存，并可任意调阅，有计算机接口，可

7、外接打印机打印。选用进口机箱和不锈钢面板，按键与面板一体，外形美观。3、三种操作方式自动调谐自动升压； 手动调谐手动升压 ； 自动调谐手动升压自动调谐使用最新快速跟踪法，寻找谐振频率点只需3040S左右，调谐完成后，锁定谐振频率。 手动调谐手动从25Hz300Hz找谐振点，即高压电压最高点 升压速度采用动态跟踪控制当高压接近已设定的试验电压时，自动调整升压速率，能有效防止电压过冲造成对试品的损伤。 机内设置试验时间定时器当试验电压升至设定值，自动启动计时，计时到设定值的前10S时声响提示，时间到即自动降压至“零”，并切断升压回路，同时提示区显示“试验结束”。 屏幕显示菜单中内置：“6kV、10

8、kV、35kV电压等级电力电缆的试验电压”选择及“5min、10min、15min试验时间”选择，若选择不满足用户要求可以在“自定义”区内自行输入需要的试验电压和试验时间1至99分钟 自动启动计时功能，自动降压并关闭高压回路。 本装置输出电压、初始合闸电压、试验电压波形等均符合GB/T16927-1997及GB1094-85的要求。具有体积小、重量轻、操作方便、高指标的特点，是一套非常理想的现场试验装置。4、完善的保护功能 设有零位、过流、过压、过热及高压闪络等多种保护，保护功能动作时屏幕上均为中文显示；装置在额定电压、电流工作下时发生高压闪络或击穿，不会损坏整套设备，装置可正常工作；若装置接

9、线错误，高压自动闭锁，无法升压。 自动零位启动保护系统自动从零输出。 过压保护内置自动过压保护，可手动设置试验电压值，当电压达到试验电压的1.1倍时自动切除整套装置。 过流保护内置自动电流保护，电流额定值1.1倍时自动切除整套装置。 高压闪烁保护具有放电或闪络保护功能，当在试验或升压中如有高压放电闪烁时，自动切除整套装置，且不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内部的电子元件不会损坏击穿。 综合保护当试验线联接有误或断线时保护。（如变频电源主控器、励磁变、电抗器、分压器等测量线）。 高压限制保护在设备输出电压已达到设定电压值时，升压系统自动锁定，避免误操作造成过压对试品的冲击。 过热保护功率器

10、件温度80时保护 紧急制动保护点击显示屏上的紧急停机按钮可紧急切断输出。 其它 变频电源主控器配备有专用引线和插头与其他设备进行连接，包括与电源的专用动力引线，与励磁变压器的低压引线，与分压器的专用测量引线，专用接地引线等。 变频电源主控器由调频控制器和滤波器等组成，结构为便携箱式外附铝合金包装箱，内部结构及其各元器件在经过正常的铁路、公路运输后相互位置不变，不损坏，紧固件不松动。变频电源主控器配有接地端子。接地线满足调频电源和操作人员安全的要求 HVFRF-10型变频控制箱主要技术参数 输入工作电源：220V±10% 50Hz 额定容量：5kW 输出电压：0250V 输出频率：30

11、300Hz 频率调节灵敏度：0.1Hz，不稳定度0.01Hz 系统测量精度：1.0级 电压调节：动态调节最小0.01% 允许运行时间：最大输出电压和最大被试品电流下允许运行60min 噪音：小于50分贝 重量：21kg 外形尺寸：长420×宽340×高350（mm） 二、 励磁变压器：ZB5/0.6/0.9/1.8/2.7 励磁变压器为单相干式自冷，绝缘耐热等级H级，满足GB6450T干式电力变压器要求。高、低压绕组及铁芯间均设有静电屏蔽层，高低压绕组之间只有磁的联系，没有电的联系，既作为励磁变压器，又可作为隔离变压器；内置过压保护，防止击穿反击。励磁变压器有承受其总重量的

12、搬运把手，提供高压绕组相互组合使用时的连接铜母线。变压器内部结构在经过正常的铁路、公路运输后相互位置不变，紧固件不松动。 主要技术参数 额定容量：5kVA 输入电压：250V 输出电压：0.6kV/0.9kV(10kV电缆试验用)1.8kV/2.7kV(35kV电缆试验用) 使用频率：30300Hz 绝缘水平：低压绕组对地2kV/1min；高压绕组工频1.1VH感应耐压/1min 阻抗电压：1 噪声水平：60dB 冷却方式：ONAN 额定容量下连续运行60min后温升：小于65 允许运行时间：额定输出电流下允许连续运行60min三、高压电抗器：HVDK27/27 （共2台）主要技术参数额定电压

13、：27kV额定电流：1A额定容量：27kvar电感量：130H±2；电感值非线性度1绝缘水平：24kV/1min工作频率范围：30300Hz品质因数：大于30允许温升：在额定容量下试验60min，线圈温升65。允许运行时间：额定输出电流下允许运行时间60min单台重量：56kg 外形尺寸：280×430mm高压电抗器可根据试品的参数进行不同的串并联组合。结构要求：电抗器采用干式结构。电抗器可单独或任意串联、并联使用，环氧树脂绝缘筒外壳，具有足够的电气、机械强度以及必要的散热能力。外壳上下盖板、上下法兰均采用不导磁材料制作，电抗器配备可靠的起吊专用设施。电抗器有承受其重量的专

14、用起吊装置和运输时的固定设施。电抗器内部结构考虑在经过正常的铁路、公路运输后相互位置不变，紧固件不松动四、电容分压器：HV300/60 主要技术参数 额定电压：60kV 电容量：C1=300pF+5% 工作频率：30300Hz 绝缘水平：66kV/1min 结构：环氧筒外壳，C1和C2：选用温度系数、频率系数相同的材料。 系统测量精度：1.5级 介质损耗：0.05% 变比：8000：1 电压测量通过测量电缆引至控制台测量 重量：6kg 外形尺寸：80×400mm五、补偿电容器：H/JF3000/60（做短电缆时补偿使用） 额定电压：60kV；每节20kV 电容量： C1=3000pF

15、+5%（60kV使用）；10000pF+5%（20kV使用） 工作频率：30300Hz 绝缘水平：66kV/1minHVFRF-54/27×2型调频串联谐振成套装置作业指导一、试验前准备工作： 1、 试验依据 1、电力设备试验规程 2、高压电气设备试验方法2、安全工作的一般要求 1、基本要求 1. 1为了保证工作人员在现场试验中的人身安全和电力设备的安全运行，必须严格执行DL409电力安全工作规程。 12工作人员与带电高压设备的安全距离电压等级（kV）安全距离（m）10及以下0.7及以上20-351.00及以上441.20及以上60-1101.50及以上3、试验项目：橡塑绝缘电缆的绝

16、缘、交流耐压。4、试验设备：兆欧表、自动调频串联谐振试验系统5、注意事项： 1、橡塑绝缘电缆指聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡皮绝缘电力电缆 2、主绝缘的绝缘电阻1KV及以上的电缆用2500V兆欧表测量，6KV及以上的电缆可用5000V兆欧表测量。 3、主绝缘直流耐压试验所加电压按电力设备试验规程103页表25执行。 4、交流耐压试验时，仪器、电缆必须可靠接地二、试验参数的选择此次串联谐振的配置如下表，可满足试品如下：满足试品：500m 35kV（300mm2）交联电缆的交流耐压试验；1000m 10kV（300mm2）交联电缆的交流耐压试验。 仪器配置：序号部件名称型号规格单位数量1高压

17、电抗器HVDK-27/27台二2调频电源HVFRF-5kW台一3单项励磁变压器ZB-6/0.6/0.9/1.8/2.7台一4电容分压器HV-300/60台一5补偿电容器H/JF-3000/60台一6装置附件（电源线、各部分连接线）套一1、10kV 300mm2 1km XLPE 电缆交流耐压试验选择举例：接线如下图查表可知，10kV 1kM电缆的电容量为0.37uF,试验电压为22kV。用一台电抗器（27kV/1A/130H）试验，计算如下 f = 1/ 2LC 32.5Hz（式中：L=65H C=0.37uF） I=U×2f×C=1.7A （U=22kV，C=0.37uF

18、，f32.5Hz）2、35kV 300mm2 XLPE 500M电缆交流耐压试验选择举例：接线如下图二台电抗器串联使用，输出参数为260H/52kV/1A。 谐振频率及试验电流核算： f =1/ 2LC 31Hz（式中：L=260H C=0.1F） I=U×2f×C=1.0A （U：52kV，C：0.1uF，f31Hz）3、短电缆交流耐压试验选择举例在进行超短电缆试验时，试验电流很小，电抗器可以满足要求，但是往往此时由于试品的电容量过小，谐振频率往往会大于300Hz，超过了我们设备的谐振范围，无法进行试验。此时，我们可以用补偿电容和短电缆并联来增加电容量达到谐振的目的。补偿

19、电容规格为H/JF-3000/60。做10kV电缆时选用20kV/10000pF（0.01uF)的抽头。 当做35kV短电缆试验时，选用补偿电容的抽头为60kV/3000pF，进行试验。一般情况下，在电缆长度50m的情况下，我们即可考虑并联补偿电容进行试验。励磁变使用数量及其抽头的选取此套装置中，我们配置了一台励磁变压器（ZB-5/0.6/0.9/1.8/2.7）对于10kV电缆，我们一般使用0.6kV或0.9kV这两种抽头；35kV电缆，一般使用1.8kV或2.7kV这两种抽头。 励磁变输入有0200V，输出0250V，输出有0.6/0.9/1.8/2.7kV 。 按Q值最低30考虑，若使用

20、0.9kV的抽头，则试品可升到200÷250×30×0.9kV=24kV,即可升到满足10kV电缆的试验电压。实际中Q值一般大于30,所以0.6kV的抽头一般就能满足要求。试验中，一般先使用0.6kV抽头，当不能满足要求时，再改用0.9kV或者更高的抽头。这样做的好处是，同样的输出功率下，如果使用较低的励磁变抽头，可以有效降低变频电源的输出电流。同理，对于35kV抽头，一般先使用1.8kV的抽头，升不上电压时，再使用2.7kV抽头。如果Q值很低，使用最高抽头也达不到试验电压，这时也可以将励磁变输入抽头由250V改为200V，这样也可以有效提高试验电压操作方法 试验

21、设置 1、接通电源开关绿灯亮 2、首先根据试品试验电压，试验时间选择适当的电压值和时间选择的方式如下 点动“M/确认”键进入选择菜单主选项：“试验电压”“试验时间”“工作方式” “日历”被选中项反白，点动“”键进行选择。 再点动“M/确认”键，出现下拉子选项 a、“试验电压”有五个选项，分别为：“15kV，17.4kV，52kV和自定义” b、“试验时间”有四个选项，分别为“5分，10分，15分和自定义” c、“工作方式”有两个选项，“手动方式，自动方式”手动方式为开机默认 d、“日历”可选择调整“年，月，日，时，分，秒”。 3、用“”键选择所需项目 4、再按“M/确认”键，被选中项锁存并返回

22、正常工作接口。 5、如果选项内无所需项可进入“自定义”项，再按“”键选择数字或按“”键选择数字。修改完毕后，按“M/确认”锁存并返回正常工作接口。 以上操作确认后，开机关机时选中项或自定义的参数不会丢失。三种操作方式：1、自动调谐/手动升压 在绿灯亮状态下，点动频率调节框内“ /自动”键。 绿灯灭，红灯亮，升压回路接通“占空比”调至“5%”。 频率从25Hz300Hz调频，并寻找谐振频率fo，找到fo后锁存。 按“/升”键，将试验电压升至设定值。 试验时间定时器开始计时，当时间剩余10S时，声响提示。时间到自动降压至“零”，切断高压，红灯灭，绿灯亮，同时提示区显示：“试验结束”。 如30300

23、Hz频率范围内，没有找到谐振频率fo时，切断升压回路，红灯灭、绿灯亮，提示区显示“调谐失败”。 在红灯亮状态下，“占空比” 为“0.0%”或“5%”时按“ /自动”键，操作方法同上。 在红灯亮状态下，“占空比”“6%”将关闭自动调谐功能，此时可使用“”键调节频率。 谐振频率fo找到后锁定。在升压过程中，可使用“”键调节频率点。 已锁定的谐振频率fo，在操作开关电源时不会丢失。当换一相试品或下一次试验时，高压LC参数接近时，在接通电源后不需重新找谐振频率fo，可直接按“红色带灯”按钮，接通升压回路。 “调谐失败”后，“/升”键被闭锁，无法继续升压。 如果在试验前已知谐振频率fo，可点动“ /自动

24、”键，快速调到fo附近，再按“ /自动”键，暂停调频，然后用“”键调到谐振频率fo再升压至试验电压值。在没有找到fo前“/升”键被闭锁。 2、手动调频/手动升压 在绿灯亮状态，按“红色带灯”按钮接通高压回路。 点动“/升”键，“占空比”调至“5%”。 点动“”键调节频率，点动时±0.1Hz步距，长按2S时步距为0.51.0Hz。 在25300Hz范围内未找到谐振频率fo，红灯灭，绿灯亮，升压回路切断，提示区显示“无谐振点”。 如果找到fo，可按前述方法升压至试验电压值，进行正常试验，试验完毕自动降压至“零”，切断高压回路，红灯灭，绿灯亮，提示区显示“试验结束”。 在没有找到谐振频率f

25、o前，“/升”键被闭锁,无法升压 3、自动调谐/自动升压绿灯亮状态下，点动频率调节框内“ /自动”键。绿灯灭，红灯亮，高压回路接通“占空比”调至“5%”。频率从25Hz300Hz扫频，寻找谐振频率fo，找到后锁存。点动“/升”键，开始自动升压至“试验电压值”，定时器启动，试验时间到后，自动降压至“零”，切断升压回路，红灯灭，绿灯亮。提示区提示“试验结束”。 保护功能 当保护功能动作时，提示区显示如下： “高压过压”试验电压值已超过设定值的1.1倍。 “高压闪烁”试验时或升压中高压有放电闪烁。 “综合保护”变频控制柜内，调压变频部分、电压或电流超过最大值，或功率器件过热。 “输出过压”“输出过流

26、”变频输出至励磁变的电压/电流已超过额定值的1.2倍。（以上保护出现后，需关闭电源复位解除。） “调谐失败”“无谐振点”因谐振回路LC参数不匹配在30300Hz频率范围内，未满足f0= 1/（2LC） 的要求，或变频控制，励磁变、电抗器、分压器及高压测量系统之间联接有误和断试情况。此时高压回路闭锁，禁止再升压。（无需关闭电源开关复位）串谐常见故障及处理方式 一、仪器“调谐失败” 1、仪器、试品是否可靠接地 2、检查此套装置电抗器、变压器连线是否有断线现象 3、检查此套装置的励磁变压器：有两种判断方法 用万用表2k档量变压器绕组抽头是否有阻值。如果开路说明断线，变压器坏。 谐振起来后用万用表量励

27、磁变压器输出抽头是否有电压，如果没有会导致调谐失败 4、检查此装置的电抗器： 用万用表量电抗器两端阻值是否与试验报告相符，电抗器相互之间阻值是否相符，如果没有阻值说明电抗器损坏 5、电抗器底部是否有金属物品： 如果有金属，电抗器会对金属形成涡流，降低Q值，产生很大有功损耗，同时对电源要求会提高，也对电抗器发热导致电抗器容易损坏。应该将电抗器底部金属移除。 6、高压分压器是否有高压输出：没有高压输出时分压器检查办法 用万用表量分压器测量线的通断 轻微晃动分压器高压臂检查里面是否有声音，如果有异响说明分压器里面高压部分可能断裂 用电容表测量分压器的低压部分的电容或者直接用试验变压器加压测量是否有电

28、压 二、试验过程中出现“高压闪络” 1、先检查此套装置的高压绝缘距离是否足够：电抗器之间的距离不小于0.5米，高压安全距离部分应不小于2米 2、将试品电缆从此套装置中移除，在不带负载的情况下接上补偿电容空升，如果出现高压闪络现象，就可能判断电抗器出现绝缘故障。反之，如果仪器一切正常，则说明试品出现故障。 3、电抗器底部是否有金属物品，如果有，请立即移除 三、调谐时屏幕出现“保护”：可能仪器内部出现故障，请及时通知我们处理。联系人： 汤杨华职 务：售后服务项目经理交联聚乙烯电缆相关技术参数 ：表一：电缆导体截面积（平方毫米）电容量（uF/km）YJV、YJLV6/6kV、6/10kVYJV、YJ

29、LV8.7/10、8.7/15kVYJV、YJLV12/20kVYJV、YJLV21/35kVYJV、YJLV26/35kV1×350.2120.1730.1521×500.2370.1920.1660.1180.1141×700.2700.2170.1870.1310.1251×950.3010.2400.2060.1430.1351×1200.3270.2610.2230.1530.1431×1500.3580.2840.2410.1640.1531×1850.3880.3070.2670.1800.1631×

30、2400.4300.3390.2910.1940.1761×3000.4720.3700.3190.2110.1901×4000.5310.4180.3520.2310.2091×5000.6030.4380.3880.2540.2321×6300.6670.4700.4160.2870.256表二：电缆导体截面积（平方毫米）电容量（uF/km）YJV(22)、YJLV(22)6/6kV、6/10kVYJV(22)、YJLV(22)8.7/10、8.7/15kVYJV(22)、YJLV(22)12/20kVYJV(22)、YJLV(22)21/35kVYJV(22)、YJLV(22)26/35kV3×350.2120.1730.1523×5