BPXZ变频串联谐振耐压试验装置说明书

BPXZ-270kVA/180kV、270kV变频串联谐振耐压试验装置技术方案中国上海上海菲柯特电气BPXZ-270kVA/180kV；270kV变频串联谐振耐压试验装置被试品对象及试验要求10kV/300mm2电缆3000m，电容量≤1.11μF，试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。35kV/300mm2电缆1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。110kV/300mm2电缆300m，电容量≤0.044135kV/3150-10000kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.01μF。110kV/31500-40000kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.02μF。110kV线路绝缘子，开关，GIS，基本上属于无电容量试品，试验频率为30-300Hz，最高试验电压265kV。工作环境环境温度：－150C–45相对湿度：≤90%RH;海拔高度:≤2500米；现场风力：≤5级装置主要技术参数及功能额定容量：270kVA；输入电源：单相220V电压，频率为50Hz；额定电压：45kV；90kV；270kV额定电流：6A；3A；1A工作频率：30-300Hz；波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；温升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；品质因素：装置自身Q≥30(f=35Hz)；保护功能：对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；测量精度：系统有效值1.5级；设备遵循标准GB501502006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》DL/T474.4-2006《现场绝缘试验实施导则－交流耐压试验》DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》GB/T16927.1-2-1997《高电压试验技术》DL/T1015《现场直流和交流耐压试验电压测量系统的使用导则》GB/T311.1-1997 《高压输变电设备的绝缘与配合》GB10229-1988《电抗器》GB1094.3-2003《电力变压器》GB191-2000 《包装储运图示标志》JB/T9641-1999 《试验变压器》IEC358(1990)《耦合电容器和电容分压器》GB4793-1984《电子测量仪器安全要求》GB/T3859.2-1993 《半导体变流器应用导则》GB/T2423.8-1995 《电工电子产品基本环境试验规程》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》五、装置容量确定26kV/35kV/300mm2电缆交流耐压试验，长度1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。频率取43Hz试验电流I=2πfCU试=2π×43×0.19×10-6×52×103=2对应电抗器电感量L=1/ω2C=72设计六节电抗器，使用电抗器二节串联三组并联，则单节电抗器为45kVA/45kV/1A/108H，装置总容量为270kVA。验证:1、10kV/300mm2电缆3000m，电容量≤1.12μF，试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。使用电抗器六节并联，此时电感量为L=108/6=18H试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√18×1.12×10-6)=35Hz。试验电流I=2πfCU试=2π×35×1.12×10-6×22×103=5.电抗器六节并联使用时最大电流为6A，故6A>5.422、110kV/300mm2电缆300m，电容量≤0.0441μ使用电抗器三节串联二组并联，此时电感量为L=108*3*k/2=189H试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√189×0.0441×10-6)=63Hz。试验电流I=2πfCU试=2π×63×0.039×10-6×128×103=1.9电抗器三节串联二组并联使用时最大电流为2A，故2A>1.983、35kV/3150-10000kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.01μf，试验频率为45-65Hz,试验电压68kV。使用电抗器两节串联，此时电感量为L=108*2*k=248H为保证试验频率为45-65Hz，增加72kV-0.02uF补偿电容一台试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√248×0.03×10-6)=58.35Hz。试验电流I=2πfCU试=2π×58.35×0.03×10-6×68×103=0.电抗器四节串联使用时最大电流为1A，故1A>0.74、110kV/31500-40000kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.02μf，试验频率为45-65Hz,试验电压160kV。使用电抗器两节串联，此时电感量为L=108*4*k=500H试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√500×0.02×10-6)=50.33Hz。试验电流I=2πfCU试=2π×50.33×0.02×10-6×160×103=1.01电抗器四节串联使用时最大电流为1A（60min），故1A(60min)>1.01A(5min)5、110kV线路绝缘子，开关，GIS，基本上属于无电容量试品，试验频率为30-300Hz，最高试验电压265kV。使用电抗器六节串联，此时电感量为L=108*6*k=800H试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√800×0.003×10-6)=102.73Hz。试验电流I=2πfCU试=2π×102.73×0.003×10-6×265×103=0.电抗器六节串联使用时最大电流为1A，故1A>0.5结论：装置容量定为270kVA/270kV/45kV，分六节电抗器，电抗器单节为45kVA/45kV/1A/108H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。试验时设备使用关系列表设备组合被试品对象电抗器45kVA/45kV六节激励变压器输出端选择35kV电缆1000m使用电抗器2节串联3组并联2kV10kV电缆3000m使用电抗器6节并联1kV110kV电缆30使用电抗器3节串联2组并联5kV35kV变压器交流耐压使用电抗器2节串联5kV110kV变压器交流耐压使用电抗器4节串联10kV110kV变电站电气设备使用电抗器6节串联10kV六、系统配置及其参数励磁变压器JLB-5kVA/1/2kV/5kV/10kV0.25kV2台额定容量：5kVA；输入电压：220V，单相；输出电压：1kV；2kV；5kV；10kV性能特点：1）结构：干式环氧树脂结构。2）高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既是励磁变压器，又是隔离变压器；3）内置过压保护，防止击穿反击；4)有可靠的接地螺栓，接地处有明显的接地符号或标明接地字样。重量：约65k变频控制源FVF-10kW/220V1台额定容量：10kW；工作电源：单相220±10%V，工频；输出电压：0–250V，电压不稳定度≤0.5%；频率调节范围：30–300Hz；频率调节灵敏度：≤0.01Hz；频率不稳定度：≤1%；运行时间：额定容量下连续60min；额定容量下连续运行60min元器件最高温度：≤65K；变频电源工作原理主控模块采用单片机控制，操作者可以设定整个试验程序以后开始试验。特点:方波变频电源体积小，温升低,抗反击电压能力强,不易损坏,成本较低,便于携带到现场试验，特别适合用于现场试验.原理:在调频调压控制技术发展的早期多采用PAM方式，因此，变频电源逆变器输出的交流电压波形只能是方波，改变方波有效值，只能通过改变方波的幅值，即中间直流电压幅值来完成。随着全控型快速开关器件GTR、IGBT、MOSFET等的出现，才逐渐发展为PWM方式。由于调节PWM波的占空比即可调节电压幅值，所以逆变环节可同时完成调压和调频任务，整流器无需控制，设备结构更简单，控制更方便。输出电压由方波改进为PWM波，降低了输出电压的低次谐波含量。SPWM是以正弦波作为基准波（调制波），用一列等幅的三角波（载波）与基准正弦波相比较产生PWM波的控制方式。如图2所示，当基准正弦波高于三角波时，使相应的开关器件导通；当基准正弦波低于三角波时，使相应的开关器件截止。由此，逆变器的输出电压波形为图2b所示的脉冲列，其特点是：半个周期中各脉冲等距等幅不等宽，总是中间宽，两边窄，各脉冲面积与该区间正弦波下的面积成比例。这种脉冲波经过低通滤波后可得到与调制波同频率的正弦波，正弦波幅值和频率由调制波的幅值和频率决定。这就是变频电源调频调压的原理。变频电源具有以下功能：内部由单片机控制,操作功能得到优化,操作简单；自动扫频,寻找谐振点.频率范围30-300Hz,可手动设置扫频范围,扫频最大耗时2分钟(全频扫).频率分辨率0.01Hz；自动试验时,可随时切换到手动控制状态,进行手动调压；变频电源输出端安装有滤波器，保证整套装置输出波形的畸变率≤1%；全压输出保护：在调压过程中，严格保证变频电源不会全电压输出；在变频电源内，电源的输入和输出都装有相应容量的闸刀和接触器，且闸刀的安装位置便于现场专用连接导线的安装和拆除；软件经过严格模拟运行检验，运行安全、稳定、可靠；参数设置:可对试验电压、加压时间、试验模式、频率模式、测量分压器变比、激励变变比等参数进行设置液晶显示屏可显示输入工频电源的电压和电流；实时显示试验状态，用户可根据试验状态进行相应操作。试验时显示如下参数：试验电压、试验电流、试验频率、耐压时间计时值、系统Q值等参数；可实现以下操作：频率的上升和下降；电压的上升和下降；输入、输出的分合闸。保护功能：具有断电、过流、过压及闪络保护功能。过电压保护：可人工设定过电压保护值；当整套装置的输出电压达到保护整定值时，自动切除整套装置；过电流保护：可人工设定过电流保护值；当整套装置的输出电流达到保护整定值时，自动切除整套装置；击穿保护：当高压侧发生对地闪络时，自动切除整套装置。不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内的电子元件不会击穿；断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护；自动保存试验数据，生成试验报表。数据查询功能,根据查询条件查询以往的试验数据。分压器分节设置功能：根据配用分压器情况，正确设置分压器节数，系统自动确定对应的分压比，因此无须换算，全屏直接读取，表计电压为试验电压。试验回路掉线保护:当试验回路线路接触不良,特别是高压测量分压器与变频电源电压接触不良时,会出现输出电压已达到额定试验电压,但高压表头显示电压低于实际电压的现象,很容易造成被试品过压,对于这种情况该设备有自动判别功能,并且在界面出现汉字提示,提醒用户查线.具有双重监控系统：既有大屏幕多重界面及数据显示，也可外接万用表表直观反映过渡过程，独有的双重监控系统，特别符合高压试验的习惯要求。变频电源内部结构及其各元器件在经过正常的公路、铁路运输后，相互位置不变，不损坏，紧固件不松动；变频电源配备专用引线和插头与其他设备进行连接，包括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；外观及操作界面充分采用人性化设计，美观大方，操作简便。谐振电抗器DK-45kVA/45kV6节额定容量：45kVA;额定电压：45kV；额定电流：1A；电感量：108H/单节；品质因素：Q≥30(f=35Hz)；结构：干式；H级绝缘水平，环氧树脂浇注；性能稳定。重量：约55电容分压器FRC-270kV-500pF1套a）分节数：2节b）额定电压：135kV/节；c）高压电容量：1000pF/节d）介质损耗：tgσ≤0.5%；e）分压比：1000：1f）测量精度：有效值1.0级;g）性能特点：1）工作方式：纯电容式；2）在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变；3）在20℃、0.4～0.5UN下介损值≤4）分压比误差：有效值时≤0.5%，峰值时≤1%；5）高、低压臂的电容采用一致的介质结构，温度系数小，角位移小，在30~300H）内分压比不变；6）电压测量通过专用测试引线引至变频电源进行测量；h）重量：约15kgi）包装：配防震铝合金箱七、供货清单一览表（一）配置设备一览表序号设备名称型号规格单位数量