JL-1006-540kVA/270kV/45KV变频串联谐振耐压试验装置参考方案

JL-1006-540kVA/270kV/45KV变频串联谐振耐压试验装置参考方案

一、系统执行标准

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ZY测试仪器通用技术条件

第6部分：高压串联谐振试验装置》

JB/T9641-1999《试验变压器》

GB10229              《电抗器》

GB/T.311-1997《高压输变电设备的绝缘与配合》

DL/T846-2004         《高电压测试设备通用技术条件》

GB4793-1984《电子测量仪器AQ要求》

GB2900               《电工名词术语》

GB4208《外壳防护等级》

GB191《包装贮运标志》

GB/T16927-1997《高电压试验技术》

二、工作环境

1. 环境温度：－15⁰C–40⁰C;

2. 相对湿度：≤90%RH;

3. 海拔高度:  ≤3500米；

三、装置主要适用范围

1、满足300mm²,10kV 电缆交流耐压试验，长度6km，电容≤1.99uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。

2、满足300mm²,35kV 电缆交流耐压试验，长度3km，电容≤0.58uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤52kV。

3、满足300mm²,110kV 电缆交流耐压试验，长度0.8km，电容≤0.111uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤128kV。

4、满足240MVA/220kV以下变压器中性点交流耐压试验，电容≤0.02uF,试验频率45~65Hz,试验电压U≤160kV。

5、满足110kV开关，母线，GIS交流耐压试验，试验频率30~300Hz,试验电压U≤265kV。

6、满足35kV开关，母线交流耐压试验，试验频率30~300Hz,试验电压U≤95kV。

四、系统技术规范及性能

4.1 系统技术参数

4.1.1 额定输出电压：       0～270kV

4.1.2 谐振电压波型：       正弦波，波形畸变率＜1.0%

4.1.3 zui大被试品电流；       2A/4A

4.1.4 zui大试验容量：         540kVA

4.1.5 输出频率：       30～300Hz

4.1.6 工作时间：       满功率输出下，连续工作时间60min

4.1.7 品质因素：         30～90

4.1.8 输入工作电源：     单相220V或三相380V±5%，50Hz

4.1.9 环境温度：         －15℃～+40℃

4.1.10 相对湿度：         ＜90RH%，无凝露状况

4.1.11 海拔高度：         ＜3500m

4.1.12 噪声：        ≤50dB

4.2 系统的性能特点

4.2.1 充分利用我公司在电子测量技术和电磁兼容方面的优势，完全自主开发设计和生产该套设备所有组成部分包括：变频电源、激励变压器、浇注式高压电抗器和高精度电容分压器。

4.2.2 具备手动/自动模式、大屏幕显示、试验参数设置，并具有自动计时及操作提示功能。

4.2.3 具备多项保护功能，如：过压、过流保护、放电保护、失谐保护等。

五、装置容量确定

满足300mm²,110kV 电缆交流耐压试验，长度0.8km，电容≤0.111uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤128kV。

频率取34Hz

试验电流 I=2πfCU_试=2π×34×0.111×10^-6×128×10³=3.1A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=162H

设计六节电抗器，将六节电抗器并联使用,则单节电抗器的参数为90kVA/45kV/2A/100H，装置总容量为540kVA。

验证：1.满足240MVA/220kV以下变压器中性点交流耐压试验，电容≤0.02uF,试验频率45~65Hz,试验电压U≤160kV。

使用电抗器六节串联，此时电感量为L=100*4=400H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√400×0.02×10^-6)=56.29Hz。

试验电流I=2πfCU_试=2π×56.29×0.02×10^-6×160×10³=1.2A。

2.满足300mm²,10kV 电缆交流耐压试验，长度6km，电容≤1.99uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。

使用电抗器六节并联，此时电感量为L=100/6=16H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√16×1.99×10^-6)=28.2Hz。

试验电流I=2πfCU_试=2π×28.2×1.99×10^-6×22×10³=7.7A。

3.满足300mm²,35kV 电缆交流耐压试验，长度3km，电容≤0.58uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤52kV。

使用电抗器二节串联三节组并联，此时电感量为L=200*3=66.6H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√66.6×0.58×10^-6)=25.6Hz。

试验电流I=2πfCU_试=2π×25.6×0.58×10^-6×52×10³=4.8A。

结论：装置容量定为540kVA/270kV/27kV，分六节电抗器，电抗器单节为54kVA/27kV/2A/65H，使用电抗器组合能满足上述被试品的试验要求。

六、试验时使用关系表

七、主要部件的技术规范及性能

7.1 变频电源控制箱 JL1006-30kVA/220V/380V    1台

7.1.1 技术参数  

7.1.1.1 输入工作电源： 单相220V或三相380V±5%，50Hz。

7.1.1.2 输出电压和电流： 0～400V，zui大电流62.5A。

7.1.1.3 输出频率：  30～300Hz，频率调节细度0.1Hz，不稳定度＜0.05%。

7.1.1.4 额定输出容量：  30kVA

7.1.1.5 外形尺寸和重量： 510×340×450mm；30kg  

7.1.2 性能特点

7.1.2.1 参数设置：可对试验电压、耐压时间、试验模式、试验电流、等参数进行设置或选择。

7.1.2.2 试验模式：手动试验模式、自动试验模式

a、手动试验模式：具备升压、调谐（含手动、自动）、降压（手控自动）功能等。

b、自动试验模式：进入试验状态后，自动进行调谐、升压、计时、降压、切断主回路并转到试验结果界面。

7.1.2.3 保护功能及其信息提示：具备高压过压、低压过流保护，以及失谐保护、零位、放电保护等多重保护功能。

7.1.2.4 数据存储功能：试验结果保存、回查等。

a、试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存200次试验记录。

b、数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上。

7.1.2.5自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1%。

7.1.2.6 调频范围设定：调频范围可设为20～300Hz。

7.1.2.7 过压保护功能：软件过压保护值，丰富的高压过压保护功能，更具AQ性，有效保护人身、设备及试品的AQ。

7.1.2.8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

7.1.2.9击穿保护：具有放电或闪络保护功能，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，变频电源内电子元件不会击穿

7.1.2.10断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护

7.2 激励变压器 JLB-30kVA/1.5kV/3kV/5kV/15kV/0.4kV     1台

配置特点：将高电压、小电流、短时间与低电压、大电流、长时间的试品试验分开处理，配置不同抽头励磁变，以保证励磁变压器的zui大利用率及重量zui轻。10kV电缆等电气设备试验时,使用1.5kV输出端;35kV电缆等电气设备试验时，使用3kV输出端; 110kV电缆试验时，使用5kV输出端; 110kV变电站试验时，使用15kV输出端;

7.2.1 技术参数             

7.2.1.1 额定容量：30kVA

7.2.1.2 输入电压：0～400V

7.2.1.3 输出电压：  1.5kV;3kV;5kV;15kV

7.2.1.4 工作频率范围：30～300Hz

7.2.1.5 工作时间：60min

7.2.1.6 外形尺寸和重量：460×350×450mm；125kg

7.2.1.7 适用范围：电气主设备试验及电缆试验

7.2.2 性能特点

7.2.2.1 激励变为干式结构，无漏油之虑。

7.2.2.2 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。

7.2.2.3 内置过压保护，防止击穿反击。

7.3 高压谐振电抗器 DK-90kVA/45kV   六台

7.3.1 技术参数

7.3.1.1 额定zui高工作电压：45kV（有效值）

7.3.1.2 额定zui大工作电流：2A（有效值）

7.3.1.3 额定容量：90kVA

7.3.1.4 额定电感量：100H

7.3.1.5工作频率：        30～300Hz

7.3.1.6 工作时间：60min

7.3.1.7 外形尺寸和重量：     φ400×350mm；60kg/台

7.3.2 性能特点

7.3.2.1 高压谐振电抗器采用真空环氧整体浇注，外有憎水层，防潮性能好，绝缘耐热等级F级，满足干式电抗器国家规范要求。

7.3.2.2电抗器为便携式，体积小，重量轻。

7.3.2.3电抗器配有防涡流绝缘底座，串联时分组重叠，以降低总体高度减轻劳动强度，增强AQ稳定性。

7.4 电容分压器 FRC-270kV/500pF1台

7.4.1 技术参数

7.4.1.1 工作方式：纯电容式

7.4.1.2 额定电压：270kV有效值

7.4.1.3 额定电容量：500pF

7.4.1.4 工作频率：30～300Hz

7.4.1.5 测量误差：＜1.5%

7.4.1.6 外形尺寸和重量：φ120×1000mm；8kg(2只)

7.4.2 性能特点

7.4.2.1 额定电压下可连续运行1小时。

7.4.2.2 在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变。

7.4.2.3 在20℃、0.4～0.5U_N下介损值：≤0.15

7.4.2.4 分压比误差：有效值时≤1.0%，

7.4.2.5 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。

7.4.2.6 电压测量通过ZY测试引线引至变频电源进行测量。

八、系统的基本配置

(一)主要部件一览表