變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置

   YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置是運用串聯(lián)諧振的原理，利用勵磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，通過調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振電壓即為試品上所加電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，適用于大容量、電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。 YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置適用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交聯(lián)聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗
適用于66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐壓試驗
適用于大型發(fā)電機組、電力變壓器工頻耐壓
適用于電力變壓器的感應耐壓試驗

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的主要性能指標
（1）工作溫度范圍：-10~45℃
（2）工作濕度范圍：≤90%
（3）海拔：≤1000m
（4）供電電源電壓：380V±10%、三相或220V±10%、單相（10KW及以下）
                   50/60Hz
（5）供電電源容量：0-300KW
（6）額定輸出電壓：0-1000KV
（7）額定輸出容量：0-35MVA
（8）工作頻率范圍：30-300Hz（亦可根據(jù)用戶要求放寬頻率范圍）
（9）頻率調(diào)節(jié)分辨率：0.02Hz；   不穩(wěn)定度≤0.05%
（10）噪音：≤60dB
（11）系統(tǒng)測量精度：1級
（12）輸出波形：正弦波，波形畸變率≤1%
（13）電抗器Q值：30-120
（14）系統(tǒng)具有IGBT、過電壓、過電流、試品閃絡等全自動保護

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的主要點：
  1：體積小、重量輕，適合于現(xiàn)場使用
變頻控制器集調(diào)壓、調(diào)頻、控制及保護功能為體，省去了笨重的調(diào)壓器，而且操作方便、讀數(shù)直觀。由于系統(tǒng)Q值較（30-120），有效地解決了由于電源容量的不足對現(xiàn)場試驗的制約。當電壓等級較時，電抗器采用多級或疊積式結構，便于運用輸及現(xiàn)場安裝。
2：安裝可靠性
變頻裝置采用先進的設計思想、品質(zhì)的IGBT及驅(qū)動回路使輸出波形失真度小，頻率輸出穩(wěn)定性好，具有良好的IGBT、過電流、過電壓（保護值可根據(jù)需要人為整定）以及放電保護功能，可保護設備及人身的安全；當試品放電或擊穿時，由于諧振條件被破壞，短路電流小，只有試品試驗電流的1/Q，避免了因擊穿對試品造成的損壞。
3：試驗的等效性好
采用接近工頻（30HZ-300HZ）的交流電壓作為試驗電源，無論是在等效性和致性上都與50HZ/60HA的工頻電源非常接近，保證了試驗結果的可靠性和真實性。

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的工作原理及系統(tǒng)配置
工作原理：

圖、變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置原理簡圖
VF：變頻控制器           T1：勵磁變壓器
L1、L2：壓電抗器       C1、C2：壓分壓器、低壓臂
Cx：試品
壓電抗器L1、L2可并、可串接使用，以保證回路在適當?shù)念l率下諧振。通過變頻控制器VF提供電源，試驗電壓由勵磁變壓器T1經(jīng)過初步升壓后，使電壓加在壓電抗器L和試品Cx上，通過改變變頻控器的輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)；調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓幅度值，使試品上的壓達到合適的電壓值。
回路的諧振頻率取決于與被試品串聯(lián)的電抗器的電感L和試品的電容Cx，諧振頻率f=1/（2π√LCx  ）。
2系統(tǒng)配置
2．1變頻控制器
變頻控制器從結構上分為兩大類：20kW及以上為控制臺式，20kW以下為便攜箱式；它是由控制器和濾波器組成。在系統(tǒng)中變頻控制器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉變成為幅值和頻率可調(diào)的正弦波，并為整套設備提供電源。
   變頻控制器具有IGBT保護、過流保護、過壓保護、放電保護、進線保護等可靠的保護功能，保證試驗人員和試品的安全。
   IGBT保護：當IGBT電流過大或過熱時，CPU將停止工作，直到系統(tǒng)恢復正常。
   過壓保護：是指當試驗電壓過人為整定的保護電壓（保護電壓可根據(jù)不同試驗電壓需要任意設定）時，控制器自動跳閘，CPU停止工作，并提示系統(tǒng)發(fā)生過壓保護。
   過流保護：是當CPU檢測到母線工作電流過IGBT工作電流或IGBT溫度過時，CPU會發(fā)生過流保護信號，裝置停止工作，并通過液晶屏提示系統(tǒng)發(fā)生過流保護。
   放電保護：當試器擊穿、短路或試品放電時，CPU停止工作，并切斷主回路。
進線保護、低通濾波器：不僅可以在穩(wěn)態(tài)下使放電或擊穿電流小，而且使暫態(tài)（瞬時）電流的破壞減小，從而保證設備和人身的安全。
測量部分：試驗人員可直接從變頻控制器控制面板上讀取輸入電壓、電流、當前工作頻率、變頻控制器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓信號。
參數(shù)
額定輸入：380V、三相或220V、單相50Hz/60Hz
額定輸出：0~400V或0~220V
頻率分辨率：0.02Hz
輸出波形：正弦波
輸出頻率：20-400Hz
額定容量：5KW、10KW、20KW、50KW、100KW、200KW、300KW、（其中5KW、10KW可采用單相電源供電）。
2．2勵磁變壓器
勵磁變壓器的作用是將變頻電源的輸出電壓升到合適的試驗電壓，滿足電抗器、負載在不定期品質(zhì)因數(shù)下試驗電壓的要求（勵磁變壓器的容量般與變頻控制器相同）。為了滿足不同電壓等級、不同容量試品的試驗要求，勵磁變壓器壓繞組般有多個抽頭。
2．3壓電抗器
壓電抗器L是諧振回路的重要部件，當電源頻率等于1/（2π√LCx ）時，它與被試品Cx發(fā)生串聯(lián)諧振；電抗器的性能直接影響到系統(tǒng)Q值的大小。
2．4壓分壓器
   壓分壓器是電壓測試器件，它由壓臂C1和低壓臂C2組成，測量信號從低壓臂C2上引出，作為壓電測量和保護信號。
3、決定系統(tǒng)配置參數(shù)的因素
   系統(tǒng)諧振電壓等級和容量取決于試品的電容量C，試驗電壓U試驗頻率f。
1） 對于交聯(lián)聚乙烯電纜決定系統(tǒng)配置的主要是：電纜的電壓等級、電纜的截面積、試驗電纜的長度及電纜要求的諧振頻率范圍。
2） 對于GIS決定系統(tǒng)配置的因素為：GIS的電壓等級、GIS的間隔數(shù)和每個間隔的電容量C，GIS允許的試驗頻率范圍。
3） 對于變壓器、發(fā)電機等設備，系統(tǒng)的配置取決于試品的容量試驗電壓、試品的等效電容量C、要求的諧振頻率和試品的空載損耗的大小。

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的型號意義：

1交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》的交流耐壓試驗
交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》屬于固體絕緣電纜，是經(jīng)過殊的物理、化學方法交聯(lián)而成，具有良好的電氣及物理性能，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應用。我自七十年代以來，交聯(lián)聚乙烯電纜也得到了迅速的發(fā)展，并逐步取代了常規(guī)中低壓油紙絕緣電纜，而且110KV、220KV等壓電纜也在逐步推廣。
   交聯(lián)聚乙烯電纜它大的點就是容量大，若是采用工頻或接近工頻的交流電壓試驗作為擠包絕緣電纜線路竣工試驗存在的大困難是長線路需要很大容量的試驗設備：例如630平方毫米220KVXLPF電纜線路，電容量為0.188uF/Km，若電纜長3Km，則每相電纜試驗需要50Hz試驗設備的容量至少為2.9MVA（試驗電壓178KV試驗電流30A），因此，采用傳統(tǒng)的試驗變壓器的試驗方法已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)場系統(tǒng)試驗容量的要求，變頻諧振試驗裝置利用變頻諧振的原理，使電源容量減少為試品容量的1/Q，設備的重量大大降低，使得電壓、長距離電纜的現(xiàn)場試驗成為可能；同時利用試驗頻率允許在定范圍內(nèi)（30-300Hz）可調(diào)和試驗電抗器固定可調(diào)（單電抗器電感是不可調(diào)的，但通過串并聯(lián)，總電感可調(diào)）的原理，使得系統(tǒng)的柔性大大增加。
電纜試驗的接線圖如下：

橡膠電纜的變頻交流耐壓試驗接線示意圖
2  GIS（氣體絕緣金屬封閉組合電器）的交流耐壓試驗
GIS是種把斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、測量儀表組合在起，并以SF6氣體絕緣的組合電器，般由1-7個間隔組成，電容量般在10000PF以下。
根據(jù)IEC517（補充）的標準，GIS試驗電壓的頻率范圍應在10-300Hz，與標GB7674-1997等效。
我“城網(wǎng)氣體絕緣變電站若干技術問題的暫行規(guī)定”對GIS的現(xiàn)場工頻耐壓值作了規(guī)定，取不過出廠試驗電壓的90%。IEC517標準建議的試驗電壓為出廠試驗電壓的80%，并要求試驗頻率限制在10-300Hz范圍之內(nèi)。
GIS的交流耐壓試驗接線圖如下：

GIS交流耐壓試驗接線圖
3大型變壓器的交流耐壓試驗（外施工頻交流耐壓及感應耐壓試驗）
變壓器應該進行外施耐壓試驗。它是考驗產(chǎn)品主絕緣電氣強度的基本的絕緣試驗，是發(fā)現(xiàn)主絕緣是否合理，絕緣材料是無缺陷和制造工藝是否符合要求的重要手段之，對試驗頻率般要求在工頻，即45-65Hz。
采用變頻諧振的方式，通過補償電容器使諧振頻率控制在45-65Hz之內(nèi)，由于回路諧振時Q值，這樣可大大減小試驗電源的容量，并且頻率可調(diào)，也增大了設備的應用范圍，試驗接線如下圖所示：

感應耐壓的倍數(shù)，對于電力變壓器般采用額定電壓的兩倍，為了不使鐵心中磁通飽和，應使用兩倍以上額定頻率的電源裝置。般規(guī)定頻率應在100-400Hz范圍內(nèi)，但經(jīng)驗證明感應耐壓試驗的頻率般為150-200Hz為宜。
4大型發(fā)電機組的交流耐壓試驗
根據(jù)家和地方電力部門的規(guī)定發(fā)電機在制造、安裝、檢修和運行以及預防性試驗中都應進行交流耐壓試驗，試驗時試驗電壓和工作電壓的波形、頻率致，作用于絕緣內(nèi)部的電壓分布及擊穿性能能夠適應發(fā)電同的工作狀態(tài)，試驗電壓般為0.75（2Un+3000）或1.5Un，頻率要求為工頻。
采用YHCX變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置再配上合適的補償電容器在頻率和容量上都可以很地滿足發(fā)電機的交流耐壓要求。
試驗接線如下圖：

發(fā)電機的交流耐壓接線示意圖
5：其它試品的交流耐壓試驗
   互感器、套管等設備在作耐壓試驗時，都相當于電容，利用電抗器和補償電容器也可以使系統(tǒng)在50Hz附近發(fā)生諧振，達到工頻絕緣試驗的目的。
   說明：交流耐壓試驗方案請參照相關標準或規(guī)程或本公司《YHCX變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置資料匯編》。

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的試驗操作步驟及注意事項：
試驗操作步驟：
1.根據(jù)各種試品接線方法，保證各點的接觸良好，保證點接地，且接地點距分壓器近。
2.確保連接無誤后接通電源。
3.打開主機電源開關會顯示主菜單

4.將光標移至：試驗參數(shù)設置；按確認鍵。進行各項參數(shù)的修改，用上下左右
和確認鍵執(zhí)行。

然后返回主菜單。
5. 將光標移至：系統(tǒng)參數(shù)設置：按確認鍵。進行時間參數(shù)的修改，用上下左右和確認鍵執(zhí)行。

6. 將光標移至：進入試驗：按確認鍵。

7. 此時接上IGBT的輸入電壓選擇試驗方法，進行試品的試驗，用確認鍵執(zhí)行。
8. 選擇手動試驗時，首先進行的是找到試品諧振點，用上下鍵進行，使試驗電壓在點；在完成了此項操作后請按面板調(diào)壓鍵用左右鍵移位，上鍵增加激勵功率當接近試驗電壓后用右移鍵將光標移至小數(shù)點后慢慢增加功率防止試品擊穿，到額定電壓后主機開始自動計時至設定時間退出試驗。選擇自動試驗時只要按了確認鍵就不要這些操作了。
9.進入試驗前注意試品的安全距離，確保人生安全。
10.主菜單的測試操作項請你不要任意改動應將這兩個系數(shù)記到說明書中，防止丟失。

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的注意事項：
1. 在給整機加電以前,定要仔細檢查各輸入輸出接線是否正確和牢固.接地是否可靠,接地線采用點接地，從面板上引出（接地線好用裸銅線）。
2．試驗時，電抗器不可置于鐵板或銅板等導電材料上。
3．試驗升壓之前需要整定過電壓保護值，以防止試驗過程中意外分閘。
4．當變頻控制器提示過電壓保護、過流保護或放電保護時，請退出試驗，重新整定電壓電流保護值，再進入試驗。

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置常見故障及分析：
1． 主機找不到諧振點。
原因：系統(tǒng)諧振點在主機的輸出頻率范圍之外；系統(tǒng)接線錯誤；
系統(tǒng)未可靠接地；壓采樣反饋信號開路或連接不可靠；試品有故障。
2． 主機復位。
原因：主機供電電源波動；外界強磁場干擾；主機未可靠接地；
3． Ｑ值偏低，即電壓升不上去，或升不。
原因：試品放電泄漏；
電抗器磁路受干擾，例如電抗器被放置在磁場屏蔽范圍內(nèi)。
4． 電源跳閘。
原因：諧振系統(tǒng)回路短路。
說明：以上故障原因僅供參考。
注意：
請勿擅自打開箱體，拆卸或更換元器件，如有質(zhì)量問題，請與本公司聯(lián)系。

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置維護
日常維護
  對于串聯(lián)諧振成套裝置各部件，應定期檢查，確保結構堅固。不使用時，應存放于干燥、清潔場地，防止雨水、灰塵進入裝置內(nèi)部。
運輸
  運輸時請確保各裝置固定，不松動，適當加以緩震保護。搬運時，輕拿輕放，請勿拋摔！
質(zhì)保期內(nèi)，若因本公司產(chǎn)品質(zhì)量問題不能正常使用，本公司將無償上門服務，終身維修。

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的隨機文件：
1、YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置使用說明書      1份
2、保修卡/合格證                                   1份

YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置的交聯(lián)聚乙烯電纜每公里電容量：

電纜導體截面積（平方毫米）	電容量（uF/Km）
	YJV、YJLV 6/6KV、6/10KV	YJV、YJLV 8.7/10KV、8.7/15KV	YJV、YJLV 12/20KV	YJV、YJLV 21/35KV	YJV、YJLV 26/35KV
1*35	0.212	0.173	0.152
1*50	0.237	0.192	0.166	0.118	0.114
1*70	0.270	0.217	0.187	0.131	0.125
1*95	0.310	0.240	0.206	0.143	0.135
1*120	0.327	0.261	0.223	0.153	0.143
1*150	0.358	0.284	0.241	0.164	0.153
1*185	0.388	0.307	0.267	0.180	0.163
1*240	0.430	0.339	0.291	0.194	0.176
1*300	0.472	0.370	0.319	0.211	0.190
1*400	0.531	0.418	0.352	0.231	0.209
1*500	0.603	0.438	0.388	0.254	0.232
1*630	0.667	0.470	0.416	0.287	0.256

電纜導體截面積（平方毫米）	電容量（uF/Km）
	YJV、YJLV 6/6KV、6/10KV	YJV、YJLV 8.7/10KV、8.7/15KV	YJV、YJLV 12/20KV	YJV、YJLV 21/35KV	YJV、YJLV 26/35KV
3*35	0.212	0.173	0.152
3*50	0.237	0.192	0.166	0.118	0.114
3*70	0.270	0.217	0.187	0.131	0.125
1*95	0.310	0.240	0.206	0.143	0.135
3*120	0.327	0.261	0.223	0.153	0.143
3*150	0.358	0.284	0.241	0.164	0.153
3*185	0.388	0.307	0.267	0.180	0.163
3*240	0.430	0.339	0.291	0.194	0.176
3*300	0.472	0.370	0.319	0.211	0.190
3*400	0.531	0.418	0.352	0.231	0.209
3*500	0.603	0.438	0.388	0.254	0.232
3*630	0.667	0.470	0.416	0.287	0.256

電纜導體截面積（平方毫米）	電容量（uF/Km）
	YJV、YJLV 64/110KV	YJV、YJLV 128/220KV
3*240	0.129
3*300	0.139
3*400	0.156	0.118
1*500	0.169	0.124
3*630	0.188	0.138
3*800	0.214	0.155
3*1000	0.231	0.172
3*1200	0.242	0.179
3*1400	0.259	0.190
3*1600	0.273	0.198
3*1800	0.284	0.207
3*2000	0.296	0.215
3*2200		0.221
3*2500		0.232

60KV級全絕緣變壓器的電容（PF）

試品容量（KVA） 類別	630	2000	3150	6300	8000	1600
壓-地	2700	4100	4600	5900	7000	8200
低壓-地	4200	6600	7900	10000	11000	15300

110KV中性點分級絕緣變壓器的電容（PF）

試品容量（KVA） 類別	50000	31500	20000	10000	5600
壓-中壓、低壓、地	14200	11400	8700	6150	4200
中壓-壓、低壓、地	24800	11800	13200	9600
低壓-壓、中壓、地	19300	19300	12000	9400	6800

220KV級中性點非全級絕緣部分變壓器的電容（PF）

試品型號		SETSL-63000	SSPSL-120000	SSPSL-240000
類型	壓-中壓、低壓及地	12100	13500	17050
	中壓-壓、低壓及地	18500	19700	23260
	低壓-壓、中壓及地	18200	23600	29940
試品型號		SETSL-240000	SSPSL-360000	SSPSL-120000
類型	壓-中壓、低壓及地	32230	33910	38020
	中壓-壓、低壓及地			23260
	低壓-壓、中壓及地	22470	23790	22160

部分發(fā)電機的電容值

類別	型號	生產(chǎn)廠家	額定容量(MW)	額定電壓(KV)	相電容(uf)
汽 輪 發(fā) 電 機	QFS-125-2	上海電機廠	125	13.8	0.08-0.12
	QFSN-200-2	哈爾濱電機廠	200	15.75	0.19-0.21
	QFQS-200-2	東方電機廠	200	15.75	0.1928-0.21
	QFQS-200-2	北京重型電機廠	200	15.75	0.18-0.19
	QFS-300-2	上海電機廠	300	18.0	0.16-0.20
	QFSN-300-2	上海電機廠	300	18.0	0.18-0.20
	ATB-2	美GE公司	352	23.0	0.268(設計值)
	TBB-320-2	(前蘇聯(lián))	320	22.0	0.31
	2-105*234	美西屋公司	600	20.0	0.2(工廠試驗值)
	50WT23E-138	ABB	600	22.0	0.253(設計值)
水輪 發(fā)電機			72.5-85	10.5	0.694
			300	15.75	1.7-2.5
			400	18.0	2-2.5

十、附錄二：部分設備試驗電壓標準：
電纜30-75Hz的交流耐壓試驗電壓

電纜額定電壓	交接試驗電壓		預防性試驗電壓
U。-U	倍數(shù)	電壓值(KV)	倍數(shù)	電壓值(KV)
1.8/3	2U。	3.6	1.6U。	3
3.6/6	2U。	7.2	1.6U。	6
6/6	2U。	12	1.6U。	10
6/10	2U。	12	1.6U。	10
8.7/10	2U。	17.4	1.6U。	14
12/20	2U。	24	1.6U。	19
21/35	2U。	42	1.6U。	34
26/35	2U。	52	1.6U。	42
64/110	1.7U。	109	1.36U。	87
127/220	1.4U。	178	1.15U。	146

變壓器的交流耐壓試驗電壓標準

額定電壓KV	工作電壓KV	線端交流試驗電壓值KV		中性點交流試驗電壓值KV
		全部更換繞組	部分更換繞組或交接時	全部更換繞組	部分更換繞組或交換時
<1	≤1	3	2.5	3	2.5
3	3.5	18	15	18	15
6	6.9	25	21	25	21
10	11.5	35	30	35	30
15	17.5	45	38	45	38
20	23.0	55	47	55	47
35	40.5	85	72	85	72
110	126	200	170(195)	95	80
220	252.0	360	306	85	72
		395	336	(200)	(170)
500	550.0	630	536	85	72
		680	578	140	120

發(fā)電機定子繞組交流耐壓試驗標準

周期	要求
大修前	(1)全部更換定子繞組并修好后的試驗電壓如下:
	容量KW或KVA	額定電壓UnV	試驗電壓V
	小于10000	36以上	2Un+1000但低為1500
	10000及以上	6000以下	Un
		6000-18000	Un+3000
		18000以上	按門協(xié)議
更換繞組后	(2)大修前或局部更換定子繞組并修好后試驗電壓為:
	運行20年及以下者		1.5Un
	運行20年以上與架空線路直接連接者		1.5Un
	運行20年以上不與架空線路直接連接者		(1.3-1.5)Un
說明: 應在停機后清除污穢前熱狀態(tài)下進行。處于備用狀態(tài)時，可在冷狀態(tài)下進行。 水內(nèi)冷電機般應在通水的情況下進行試驗，進口機組按廠家規(guī)定。

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