XZ-75kVA/75kV/25KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術方案

XZ-75kVA/75kV/25KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術方案

裝置主要適用范圍

1、滿足300mm²,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度1.5km，電容≤0.56uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

2、滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤68kV。

3、滿足10kV變電站系統交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤42kV。

系統技術規范及性能

4.1 系統技術參數

4.1.1 額定輸出電壓：       0～75kV

4.1.2 諧振電壓波型：       正弦波，波形畸變率＜1.0%

4.1.3 大被試品電流；       3A

 4.1.4 大試驗容量：         75kVA

4.1.5 輸出頻率：    30～300Hz

4.1.6 工作時間：    滿功率輸出下，連續工作時間60min

4.1.7 品質因素：       30～90

4.1.8 輸入工作電源：    單相220V或三相380V±5%，50Hz

4.1.9 環境溫度：       －15℃～+40℃

4.1.10 相對濕度：       ＜90RH%，無凝露狀況

4.1.11 海拔高度：       ＜3500m

4.1.12 噪聲：    ≤50dB

4.2 系統的性能特點

4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，*自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。

4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。

4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。

五、裝置容量確定

滿足300mm²,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度1.5km，電容≤0.56uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

頻率取37Hz

試驗電流 I=2πfCU_試 =2π×37×0.56×10^-6×22×10³=2.8A

對應電抗器電感量 L=1/ω²C=33H

設計三節電抗器，將三節電抗器并聯使用,則單節電抗器的參數為25kVA/25kV/1A/100H，裝置總容量為75kVA。

驗證：1.滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤68kV。

使用電抗器三節串聯，此時電感量為L=100*3=300H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√360×0.02×10^-6)=59.3Hz。

試驗電流I=2πfCU_試 =2π×59.3×0.02×10^-6×68×10³=0.51A。

2.滿足300mm²,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度1.5km，電容≤0.56uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

使用電抗器三組并聯，此時電感量為L=100/3=33H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√33×0.56×10^-6)=37Hz。

試驗電流I=2πfCU_試 =2π×37×0.56×10^-6×22×10³=2.8A。

結論：裝置容量定為75kVA/75kV/25kV，分三節電抗器，電抗器單節為25kVA/25kV/1A/100H，使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗要求。

六、試驗時使用關系表

七、主要部件的技術規范及性能

7.1 變頻電源控制箱 BPXZ-5kVA/220V/380V    1臺

7.1.1 技術參數  

7.1.1.1 輸入工作電源： 單相220V或三相380V±5%，50Hz。

7.1.1.2 輸出電壓和電流： 0～400V，大電流12.5A。

7.1.1.3 輸出頻率： 30～300Hz，頻率調節細度0.1Hz，不穩定度＜0.05%。

7.1.1.4 額定輸出容量： 5kVA

7.1.1.5 外形尺寸和重量： 360×230×320mm；8kg

7.1.2 性能特點

7.1.2.1 參數設置：可對試驗電壓、耐壓時間、試驗模式、試驗電流、等參數進行設置或選擇。

7.1.2.2 試驗模式：手動試驗模式、自動試驗模式

a、手動試驗模式：具備升壓、調諧（含手動、自動）、降壓（手控自動）功能等。

b、自動試驗模式：進入試驗狀態后，自動進行調諧、升壓、計時、降壓、切斷主回路并轉到試驗結果界面。

7.1.2.3 保護功能及其信息提示：具備高壓過壓、低壓過流保護，以及失諧保護、零位、放電保護等多重保護功能。

7.1.2.4 數據存儲功能：試驗結果保存、回查等。

a、試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存200次試驗記錄。

b、數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上。

7.1.2.5自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1%。

7.1.2.6 調頻范圍設定：調頻范圍可設為20～300Hz。

7.1.2.7 過壓保護功能：軟件過壓保護值，豐富的高壓過壓保護功能，更具安全性，有效保護人身、設備及試品的安全。

7.1.2.8過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套裝置的輸出電流達到保護整定值時，自動切除整套裝置

7.1.2.9擊穿保護：具有放電或閃絡保護功能，當高壓側發生對地閃絡時，自動切除整套裝置。不會對試驗設備和人身造成傷害，變頻電源內電子元件不會擊穿

7.1.2.10斷電保護：試驗電源斷電后，裝置能快速保護

7.2 激勵變壓器 JLB-5kVA/1kV/3kV/0.2kV/0.4kV     1臺

配置特點：將高電壓、小電流、短時間與低電壓、大電流、長時間的試品試驗分開處理，配置不同抽頭勵磁變，以保證勵磁變壓器的大利用率及重量輕。10kV以下電纜試驗時，使用1kV輸出端;10kV變電站電氣設備試驗時,使用3kV輸出端;

7.2.1 技術參數             

7.2.1.1 額定容量：  5kVA

7.2.1.2 輸入電壓：  0～400V

7.2.1.3 輸出電壓：    1kV ;3kV;       

7.2.1.4 工作頻率范圍：  30～300Hz

7.2.1.5 工作時間：  60min

7.2.1.6 外形尺寸和重量：360×280×360mm；65kg 

7.2.1.7 適用范圍：  電氣主設備試驗及電纜試驗

7.2.2 性能特點

7.2.2.1 激勵變為干式結構，無漏油之慮。

7.2.2.2 高、低壓繞組及鐵芯間均設靜電屏蔽層，既是勵磁變壓器，又是隔離變壓器。

7.2.2.3 內置過壓保護，防止擊穿反擊。

7.3 高壓諧振電抗器 DK-25kVA/25kV   3臺

7.3.1 技術參數

7.3.1.1 額定高工作電壓： 25kV（有效值）

7.3.1.2 額定大工作電流： 1A（有效值）

7.3.1.3 額定容量：    25kVA

7.3.1.4 額定電感量：    100H

7.3.1.5工作頻率：            30～300Hz

7.3.1.6 工作時間：    60min

7.3.1.7 外形尺寸和重量：      φ230×350mm；25kg/臺

7.3.2 性能特點

7.3.2.1 高壓諧振電抗器采用真空環氧整體澆注，外有憎水層，防潮性能好，絕緣耐熱等級F級，滿足干式電抗器國家規范要求。

7.3.2.2 電抗器為便攜式，體積小，重量輕。

7.3.2.3 電抗器配有防渦流絕緣底座，串聯時分組重疊，以降低總體高度減輕勞動強度，增強安全穩定性。

7.4 電容分壓器 FC-80kV/1000pF    1臺

7.4.1 技術參數

7.4.1.1 工作方式：     純電容式

7.4.1.2 額定電壓：     80kV有效值

7.4.1.3 額定電容量：  1000pF

7.4.1.4 工作頻率：     30～300Hz

7.4.1.5 測量誤差：     ＜1.5%

7.4.1.6 外形尺寸和重量：     φ120×1000mm；8kg

7.4.2 性能特點

7.4.2.1 額定電壓下可連續運行1小時。

7.4.2.2 在30～300Hz范圍內，其精度和穩定度保持要求不變。

7.4.2.3 在20℃、0.4～0.5U_N下介損值：≤0.15

7.4.2.4 分壓比誤差：有效值時≤1.5%，

7.4.2.5 高、低壓臂的電容采用一致的介質結構，溫度系數小，角位移小，在30~300H內分壓比不變。

7.4.2.6 電壓測量通過專用測試引線引至變頻電源進行測量。