国电西高GDTF-88kVA-44kV类型变电站变频串联谐振试验装置产品技术方案书

 

DL/T849.6-2004《电力设备专用测试仪器通用技术条件：高压谐振试验装置》

DL/T846-2004《高电压测试设备通用技术条件》

GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

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》

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》

DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》

GB/T16927.1~2-1997《高电压试验技术》

GB4793-1984《电子测量仪器安全要求》

二、产品关键字：

变电站变频串联谐振试验装置、交流耐压谐振装置、变频谐振升压装置、变频谐振、变频串联谐振、串联谐振、串联谐振变压器、串联谐振试验设备、串联谐振高压耐压装置，变频串联谐振装置，调谐耐压试验装置，调谐高压发生器。耐压装置、工频耐压试验、工频耐压试验装置、变频串联谐振交流耐压试验装置、变频谐振、调频串联谐振、串联谐振耐压试验装置、串联谐振试验设备、电缆耐压试验装置、工频耐压试验装置、高压交联电缆交流耐压试验设备、交流耐压试验装置、调频谐振、便携式电缆交流耐压试验装置，发电机交流耐压试验装置，GIS交流耐压试验设备、高压交联电缆的交流耐压试验、发电机的交流耐压试验、开关柜，GIS和SF6开关的交流耐压试验、变压器的工频耐压试验、母线，套管，互感器的交流耐压试验、变电站电器设备交流耐压谐振装置、变电站电力设备耐压谐振装置、变频串联谐振交流耐压试验装置、调频串联谐振、电缆交流耐压试验设备、调频串联谐振交流耐压试验装置，变频谐振耐压装置，串谐试验装置，串谐耐压装置、发电机耐压试验装置，变频谐振耐压试验装置、变电站一次电气设备交流耐压试验等。

三、工作原理：

通过变频电源提供供电电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压加在电抗器L和被试品Cx上，通过改变变频电源的输出频率，使回路处于串联谐振状态。保持该频率不变，调节变频电源的输出电压，使试品上的电压达到所需的较高试验电压。回路的谐振频率取决于被试品的电容Cx和电感L，谐振频率f=1/（2π√LC）。它是用小容量低电压的电源获得高电压大容量的输出，是当前高压试验的一种新方法，已得到广泛的应用。

四、被试品对象及试验要求（被试品客户提供）：

1、10kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验，电容量≤0.751uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。

2、10kV互感器、开关、GIS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42kV，试验时间1min。

3、10kV/20000kVA主变的交流耐压试验，电容量≤0.01uF，试验频率45-65Hz，试验电压35kV，试验时间1min。

4、10kV发电机的交流耐压试验，电容量≤0.19uF，试验频率45-65Hz，试验电压22kV，试验时间1min。

五、使用环境：

1、环境温度：－100C–500C；

2、相对湿度：≤90%RH；

3、海拔高度:≤1000米；

六、功能简述：

变电站变频串联谐振试验装置是在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》的基础上，国电西高主要针对500KV及以下变电站一次电气设备交流耐压试验进行设计制造。

可按规程要求满足变压器、GIS系统、SF6开关、电缆、套管等容性设备交流耐压试验。既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又可满足低电压、大电流的设备试验条件要求。适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验，具有较宽的适用范围。是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。广泛应用于电力、冶金、石油、化工等行业。

该系统主要由变频电源、励磁变压器、电抗器、电容式分压器、高压补偿电容等组成。耐压试验原理图，如下图所示。

耐压试验原理图

七、装置特点：

1、本装置通过中国质量认证中心的ISO9001国际质量体系认证（CQC)；

2、通过国家权威部门--电力工业电气设备质量检验测试中心（武汉高压研究所）严格校验；

3、配置30Hz－300Hz变频控制源，其保护功能强，输出波形好，稳定性好，具备多种工作模式，操作方便，而且采用220V或380V两种电源，方便现场取电；

4、做同电压等级、同容量的变电站工频交流耐压试验其设备整体重量大大减轻，且单件设备重量是传统设备的1/5，彻底解决现场搬运困难问题；

5、配置灵活，扩展功能强。可选配不同类型电抗器或采用多节串并联的方式，满足电力系统所有容性试品试验要求；

6.装置既可以做变电站设备交流耐压试验，也可以做电缆的交流耐压试验，实现一机多用，性价比高；

7、电抗器部分采用干式环氧浇注，耐冲击，美观可靠，可任意放置；

8、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；

9、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；

10、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；

11、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；

12、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落电压前断开电源，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；

13、全套系统使用精加工的传动机构，大大低了设备运行的噪音；

14、遵循国标要求，有监测电压真有效值功能，可实时监测试验电压波形；

15、过压,过流,放电,过热及零启动保护全面可靠,动作时间可达us级；

16、设备可选微型打印机，及时打印保存试验数据；

17、设备军用标准抗振和防尘及防潮设计，耐长途颠簸和严酷自然环境；

18、楔形导流风道，提高散热能力，大大延长使用寿命；

19、大屏幕触摸液晶彩屏和外接鼠标直接完成各种参数的设置；

20、独有软件校准功能，方便用户校准表计，确保高电压值准确度；

21、欧洲威图设计铝合金标准机箱,立卧两用,轻便耐用,美观大方，现场使用方便；

22、主要器件采用原装进口，例如德州仪器，英特尔，西门子，施耐德，东芝，富士等；

23、在单体重量超过100kg时，可选配我公司专用小型自动起吊装置。

八、功能特点：

1、可显示谐振电压、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间；

2、具备高压过压、低压过流，以及失谐、零位、闪络、紧急停机、欠压等多重保护功能；

3、可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性；

4、全自动、半自动、手动三种操作模式以及电容，电感，频率互换计算、参数查询等功能；

5、具备升压、调谐、分阶段加压和阶段计时、运行状态、模式切换、故障提示等功能；

6、试验结果保存、打印、上传、回查等数据存储功能，可保存50次试验记录；

7、系统可自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1.0%；

8、频率调节分为粗调/细调，自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在试验过程不发生漂移；

9、调频范围可按需设置，最大限度的加快调谐过程；

10、频率分辨率根据需要预设，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡；

11、自动错误诊断，易于发现和解决问题；

12、系统谐振后具有很好的滤波特性，产生的直流电压优于交直流试验变压器出来的电压；

13、在高压回路里串入整流装置，配备微安表、放电棒即可完成直流耐压泄露试验（选配）；

14、可显示历史数据，配有USB接口，可将数据输出打印，仪器可自带打印机（选配）。

九、主要技术参数：

1、额定容量：88kVA；

2、输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz；

3、额定电压：44kV；22kV

4、额定电流：2A；4A；

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5min；过压1.1倍1分钟；

9、温升：额定负载下连续运行5min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。

十、装置容量确定

设计两节电抗器，则单节电抗器为44kVA/22kV/2A/55H，装置总容量为88kVA。

验证：1、10kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验，电容量≤0.751uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。

使用电抗器两节并联，则L=55/2=27.5H，则：

试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√27.5×0.751×10-6)=35.02Hz

试验电流：I=2πfCU试=2π×35.02×0.751×10-6×22×103=3.64A

2、10kV发电机的交流耐压试验，电容量≤0.19uF，试验频率45-65Hz，试验电压22kV，试验时间1min。

使用电抗器一节，则L=55H，则：

试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√55×0.19×10-6)=49.23Hz

试验电流：I=2πfCU试=2π×49.23×0.19×10-6×22×103=1.29A

装置容量定为88kVA/44kV，分两节电抗器，电抗器单节为44kVA/22kV/2A/55H，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 44kVA/22kV两节	激励变压器输出端选择	试验电压（kV）
10kV/300mm2电缆2km	使用电抗器两节并联	1.5kV	≤22kV
10kV发电机	使用电抗器一节	3kV	≤23kV
10kV互感器、开关、GIS	使用电抗器两节串联	3kV	≤42kV
10kV/20000kVA主变	使用电抗器两节串联及补偿电容器	3kV	≤35kV

 

十一、系统配置及详细参数

1、激励变压器GDJL-6kVA/1.5/3/0.4kV1台；

1) 额定容量：6kVA；

2) 输入电压：0-400V，单相；

3) 输出电压：1.5/3kV；

4) 结构：干式；

5) 重量：约35kg。

2、变频电源GDTF-6kW/220/380V1台；

1）额定输出容量：6kW；

2）工作电源：220/380±10%V（单/三相），工频；

3）输出电压：0–400V，单相；

4）额定输入电流：15A；

5）额定输出电流：15A；

6）电压分辨率：0.01kV；

7）电压测量精度：1.0%；

8）频率调节范围：30–300Hz；

9）频率调节分辨率：≤0.1Hz；

10）频率稳定度：0.1%；

11）运行时间：额定容量下连续5min；

12）额定容量下连续运行5min元器件最高温度≤65K；

13）噪声水平：≤50dB；

14）可实现以下功能：

①变频电源的放置为纵向和横向，特别适合现场操作及观察；

②内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和保护铝箱，可有效减缓运输中的颠簸震动和吊装时的冲击。保证了变频电源的长期稳定性和可靠性；

③参数显示：触摸或外接鼠标大屏幕液晶界面显示系统；

可显示谐振电压(即试验前设置的目标电压)、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间、过压保护、过流保护、闪络保护、阶段升压及阶段计时、操作模式切换、电容，电感，频率互换计算、参数查询等,还可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性；

④参数设置：大屏幕触摸液晶彩屏和外接鼠标直接完成各种参数的设置，可对起始频率、终止频率、起始电压、阶段升压和计时、测量分压器变比、激励变变比、过压保护、过流保护、闪络保护、试验模式、电容电感频率互换计算、参数设置提示以及帮助等参数进行设置或选择；

⑤试验模式：触摸屏和外接鼠标操作，有全自动、半自动、手动三种运行状态。具备升压、调谐（含手动、自动）、分段加压和计时、运行状态、模式切换、故障提示、电容电感频率互换计算功能等；

⑥保护功能及其信息提示：具备高压过压保护、低压过流、过流保护，以及失谐保护、零位、闪络保护、紧急停机、欠压保护等多重保护功能；

⑦数据存储功能：试验结果保存（手动保存）、打印、上传、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，当试验发生中断时，可提示中断状态。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50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，同时具有USB接口，可将数据输出打印或利用设备所携带打印机打印；（打印机属客户自选，若客户有此需求，须在合同中予以特别写明）

⑧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1.0%；

⑨调频范围及频率分辨率均可设定：调频范围可设为30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需设置，可加快调谐过程；频率分辨率根据需要，可预设为0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡；

⑩频率调节分为粗调和细调，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移；

15）重量：约9.2kg；

3、高压电抗器GDDK-44kVA/22kV2节；

1）额定容量：44kVA；

2）额定电压：22kV；

3）额定电流：2A；

4）电感量：55H/单节；

5）品质因素：Q≥30(f=45Hz)；

6）结构：干式；

7）重量：约48kg；

4、电容分压器GDFR-50kV/3000pF1套；

1）额定电压：50kV

2）高压电容量：3000pF；

3）介质损耗：tgσ≤0.5%；

4）分压比：1000：1

5）测量精度：有效值1.5级；

6）重量：约10kg；

5、补偿电容器GDBC-35kV/50000pF1套；

1）额定电压：35kV；

2）高压电容量：50000pF；

3）重量：约10kg。

十二、供货清单一览表

序号	设备名称	型  号  及  规  格	单位	数量	备注
1	激励变压器	GDJL-6kVA/1.5/3/0.4kV	台	1
2	变频电源	GDTF-6kW/220/380V	台	1
3	高压电抗器	GDDK--44kVA/22kV	节	2
4	电容分压器	GDFR-50kV/3000pF	套	1
5	补偿电容器	GDBC-35kV/50000pF	套	1
6	内部连接线	标配	套	1
7	出厂试验报告	标配	份	1
8	成套装置使用说明书	标配	份	1
9	产品合格证和用户意见卡	标配	份	1

 十三、验收及技术培训：

 1、交货后供方须派技术人员指导用户进行1次现场实测，以验证仪器性能；

 2、卖方应负责对买方进行现场培训，并提供相应的培训资料；

 十四、技术服务：

 1、设备的免费质保期不低于1年；

 2、设备终身维修；

 3、系统软件终身免费升级；

 4、卖方长期为买方提供备件采购和供应服务；

 十五、相关技术资料：

 请查看附件。