GHXZ-270kVA/270kV变频串联谐振试验装置

• 被试品对象及试验要求

1、110kV及以下电压等级GIS，开关等变电站设备的交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压不超过265kV，试验时间1min。
2、110kV/63000kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.02uF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过160kV，试验时间1min。
3、110kV/300mm2电缆0.3km的交流耐压试验，电容量≤0.0441uF，试验频率30-300Hz，试验电压128kV，试验时间60min。
4、10kV/300mm2电缆3km的交流耐压试验，电容量≤1.126uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
5、35kV/185mm2电缆0.3km的交流耐压试验，电容量≤0.04995uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
6、35kV/300mm2电缆1km的交流耐压试验，电容量≤0.1945uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
 

• 工作环境

1. 环境温度：－15⁰C –45 ⁰C;
2. 相对湿度：≤90%RH;
3. 海拔高度:  ≤3000米；

• 装置主要技术参数及功能

1. 额定容量：270kVA；
2. 输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz；
3. 额定电压：45kV； 90kV；135kV；270kV；
4. 额定电流： 6A；3A；2A；1A；
5. 工作频率：30-300Hz；
6. 装置输出波形：正弦波
7. 波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；
8. 工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；
9. 温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；
10. 品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；
11. 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)；
12. 测量精度：系统有效值1.5级；

 
我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：
1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。
2、整个装置单件重量很轻，最大不超过40kg，便于现场使用。
3、装置具有三种工作模式，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
工作模式为：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式.
4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、采用了DSP平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。
 

• 设备遵循标准

GB10229-88            《电抗器》
GB1094　　　　　　　　《电力变压器》
GB50150-2006　　　　　《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
DL/T 596-1996          《电力设备预防性试验规程》
GB1094.1-GB1094.6-96   《外壳防护等级》
GB2900　　　　　　　　《电工名词术语》
GB/T16927.1~2-1997　　 《高电压试验技术》
 
五、装置容量确定
设计六节电抗器，则单节电抗器为45kVA/45kV/1.2A/110H，装置总容量为270kVA。
验证：1、35kV/185mm2电缆0.3km的交流耐压试验，电容量≤0.04995uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
使用电抗器两节串联（互感系数1.1）两组并联，则L=110×2×1.1/2=115.5H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√115.5×0.04995×10^-6)=66Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×66×0.04995×10^-6×52×10³=1.08A
2、35kV/300mm2电缆1km的交流耐压试验，电容量≤0.1945uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
使用电抗器两节串联（互感系数1.1）三组并联，则L=110×2×1.1/3=80.67H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√80.67×0.1945×10^-6)=40.18Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×40.18×0.1945×10^-6×52×10³=2.55A
3、110kV/300mm2电缆0.3km的交流耐压试验，电容量≤0.0441uF，试验频率30-300Hz，试验电压128kV，试验时间60min。
使用电抗器三节串联（互感系数1.2）两组并联，则L=110×3×1.2/2=198H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√198×0.0441×10^-6)=53.86Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×53.86×0.0441×10^-6×128×10³=1.91A
3、110kV/63000kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.02uF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过160kV，试验时间1min。
使用电抗器四节串联（互感系数1.2），则L=110×4×1.2=528H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√528×0.02×10^-6)=49Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×49×0.02×10^-6×160×10³=0.99A
4、10kV/300mm2电缆3km的交流耐压试验，电容量≤1.126uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
使用电抗器六节并联，则L=110/6=18.33H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√18.33×1.126×10^-6)=35Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×35×1.126×10^-6×22×10³=5.45A
 
 
装置容量定为270kVA/270kV，分六节电抗器，电抗器单节为45kVA/45kV/1A/110H，使用电抗器串并联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	试验电压（kV）
35kV/300mm2电缆1km	使用电抗器两节串联 三组并联	4kV	≤52kV
110kV/300mm2电缆0.3km	使用电抗器三节串联 两组并联	4kV	≤128kV
110kV/63000kVA主变	使用电抗器四节串联	8kV	≤160kV
10kV/300mm2电缆3km	使用电抗器六节并联 （其中三节电抗器接地）	4kV	≤22kV
110kV及以下电压等级GIS，开关等变电站设备	使用电抗器六节串联	16kV	≤265kV
35kV/185mm2电缆0.3km	使用电抗器两节串联 两组并联	4kV	≤52kV
10kV185mm2电缆0.3km	使用电抗器一节	4kV	≤22kV

 
六、系统配置及其参数

1. 激励变压器JLB-15kVA                      1台

1. 额定容量：15kVA；
2. 输入电压：0-400V，单相；
3. 输出电压：4/8/16kV
4. 结    构：干式；
5. 重    量：约58kg；
   2. 激励变压器JLB-15kVA                    1台
6. 额定容量：15kVA；
7. 输入电压：0-400V，单相；
8. 输出电压：6kV/3kV/1.5kV
9. 结    构：干式；
10. 重    量：约35kg；

 

3. 变频电源GHXZ-F -15kW/220/380V                          1台

额定功率：15kW；
输入电压：三相 380V或单相220V±15%  50Hz
输出电压：0～400V可调
输出电压频率：30～300Hz 
0.1Hz步进可调
频率不稳定度≤0.02%
输出电流：40A

1. 可实现以下功能

1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。
3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。
4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。
P）重  量：约18kg；

4. 高压电抗器DK-45kVA/45kV                    6节

1. 额定容量：45kVA;
2. 额定电压：45kV；
3. 额定电流：1A；
4. 电 感 量：110H/单节；
5. 品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；
6. 结    构：干式；
7. 重    量：约45kg；
   5. 电容分压器FR-300kV/1500pF                      1套

1. 额定电压：300kV；
2. 高压电容量：1500pF
3. 介质损耗：tgσ≤0.5%；
4. 分 压 比：3000：1
5. 测量精度：有效值1.5级;
6. 重    量：约26kg；

七、供货清单一览表
（一）配置设备一览表

序号	设  备  名  称	型  号  及  规  格	单位	数量	备注
1	激励变压器	JLB-15kVA	台	1
2	变频电源	GHXZ-F-15kW/220/380V	台	1
3	高压电抗器	DK-45kVA/45kV	台	6
4	电容分压器	FRC-300kV/1500pF	套	1
5	内部连接线		套	1

 

八、摘要

方案型号：GHXZ-270kVA/270KV

方案名称：串联谐振试验装置

参考标准：GB50150-2006,DL/T849.6-2004

生产厂家：武汉国测华能电气有限公司

参考阅读：http://www.whguoce.com/pro/140/