HDTF-150kVA/25kV/50kV无局放变频串联谐振耐压试验装置技术设计方案

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      《电力设备专用测试仪器通用技术条件

                     第6部分：高压谐振试验装置》

      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        《电子测量仪器安全要求》

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

环境温度：－150C –40 0C;

相对湿度：≤90%RH;

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3km，电容≤1.126uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。20H  6并  33.5HZ装置最高电压25KV局放量≤10Pc

 

4、满足10kV以下变压器、开关的交流耐压试验，电容≤0.003uF,试验频率139.8Hz,试验电压U≤35kV。432H  3串139.8HZ  装置最高电压50KV局放量≤10Pc

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：         25kV  50KV

4.1.2 谐振电压波型：         纯正弦波，局放量≤10Pc波形畸变率＜1.0%

4.1.3 最大被试品电流；       6A

 4.1.4 最大试验容量：         150kVA

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5min

4.1.7 品质因素：                   30～90

4.1.8 输入工作电源：             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：                       ＜2000m

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300mm2,10kV 电缆交流耐压试验，长度3km，电容≤1.126uF,试验频率30~300Hz,试验电压不超过U≤25kV。

频率取33.5Hz

试验电流 I=2πfCU试 =2π×33.5×1.126×10-6×25×103=5.93A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=20H

设计屋节电抗器，将六节电抗器并联使用,则单节电抗器的参数为25kVA/25。25kV/1A/120H，装置总容量为150kVA。

验证：1.满足10kV以下变压器、开关交流耐压试验，电容≤0.003uF,试验频率139.8Hz,试验电压U≤50kV。

使用电抗器三节串联，此时电感量为L=120*6*1.2=432H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√432×0.003×10-6)=139.8Hz。

试验电流I=2πfCU试 =2π×139.8×0.003×10-6×35×103=0.09A。

2.满足300mm2,10kV 电缆交流耐压试验，长度3km，电容≤1.126uF,试验频率30~300Hz,试验电压不超过U≤25kV。

使用电抗器六节并联，此时电感量为L=120/6=20H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√20×1.126×10-6)=33.5Hz。

试验电流I=2πfCU试 =2π×33.5×1.126×10-6×25×103=5.93A。

结论：装置容量定为150kVA/25kV/50kV，分六节电抗器，电抗器单节为25kVA/25kV/1A/120H，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

设备组合 试品		电抗器25kVA/25kV 六节	激励变压器输出端选择
满足10kV/300mm2电缆, (试验电压不超过U≤25kV,试验时间5min)	长度3000m	使用电抗器五节并联	1.5kV
满足10kV/变压器、开关, (试验电压≤35kV,试验时间1min)
	电容0.003uF	使用电抗器三节串联	3.0kV

七、主要部件的技术规范及性能

7.1 无局放变频电源控制箱 HDVF-30kVA/0.35kV    1台

7.1.1 技术参数 

7.1.1.1 输入工作电源：       三相380V±5%，50Hz。

7.1.1.2 输出电压和电流：  0～380V，最大电流78A。

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 输出波型：纯正弦波    局放量≤10Pc

7.1.1.5额定输出容量：       30kVA

7.11.6外形尺寸和重量：    600×600×450mm；60kg             

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，更具安全性，有效保护人身、设备及试品的安全。

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无局放激励变压器 HDSB-30kVA/1.5kV/3kV/0.35kV     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最大利用率及重量最轻。使用1.5kV输出端;10kV电缆交流耐压试验，使用3.0kV输出端; 10kV变压器、开关交流耐压试验。

7.2.1 技术参数                                                     

7.2.1.1 额定容量：       30kVA                                       

7.2.1.2 输入电压：       0～380V                        

7.2.1.3 输出电压：      1.5kV;3.0kV     

7.2.1.4 工作频率范围：     30～300Hz        局放量≤10Pc                      

7.2.1.5 工作时间：       5min                                    

7.2.1.6 外形尺寸和重量：580×600×750mm；135kg     

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 激励变为油式结构。

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 高压无局放谐振电抗器 HDXB-25kVA/25kV   6台

7.3.1 技术参数

7.3.1.1 额定最高工作电压：         25kV（有效值）

7.3.1.2 额定最大工作电流：         1A（有效值）

7.3.1.3 额定容量：                      25kVA

7.3.1.4 额定电感量：                  120H

7.3.1.5工作频率：                30～300Hz  局放量≤10Pc

7.3.1.6 工作时间：                      5min

7.3.1.7 外形尺寸和重量：        φ400×500mm；85kg/台

7.3.2 性能特点

7.3.2.1 高压无局放谐振电抗器采用真空环氧整体浇注，高压线圈采用特殊材料及绕制方式，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  高压无局放谐振电抗器为便携式，体积小，重量轻。

7.3.2.3  高压无局放谐振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，增强安全稳定性。每节 高压无局放谐振电抗器配有均压环。

7.4 无局放电容分压器 HDFC-60kV/3000pF    1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：                  60kV有效值

7.4.1.3 额定电容量：                3000pF

7.4.1.4 工作频率：                 30～300Hz  局放量≤10Pc

7.4.1.5 测量误差：                 ＜1.5%

7.4.1.6 外形尺寸和重量：      φ120×1000mm；8kg(1只)

7.4.2 性能特点

7.4.2.1 额定电压下可连续运行5分钟。

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℃、0.4～0.5UN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 电压测量通过专用测试引线引至变频电源进行测量。

  7.5 HDJF-2001局部放电测试仪  1台

  7.51 FB-500效验方波        1台

  7.52 ZK-5局放阻抗单元      1台

  7.6  LB-80A隔离滤波器      1台