技術天地
132KVA/54KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置
發布日期：2020-06-03 點擊：3601次
目 錄
第一章 產品概述
第二章 SFBP-132kVA/54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
第三章SFBP-132kVA/54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置設備應用
第四章 變頻電源詳細使用介紹
第五章 常見故障排除
第六章 相關資料
第一章 產品概述
該裝置主要針10kV及以下電纜等所有電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。電抗器采用多只分開設計，既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又能滿足象10kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。
串聯諧振在電力系統中應用的優點：
1、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
2、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。所以，串聯諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。
5、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現任何恢復過電壓。
我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃落時閃落保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。
2、整個裝置單件重量很輕，最大不超過90kg，便于現場使用。
3、裝置具有兩種工作模式，方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。
工作模式為：全自動模式、手動模式（手動找頻手動升壓；自動掃頻手動升壓兩種狀態）
4、能存儲，存入的數據編號是數字，方便的幫助用戶識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示測頻和試驗頻率一致，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、采用了ARM平臺技術，可以方便的根據用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。
第二章SFBP-132kVA/54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術參數
（一）SFBP指生產廠家代碼
132指設備能輸出的最大額定容量，單位為kVA
54指設備能輸出的電壓等級，單位為kV；
（二）SFBP變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術指標
1．額定電壓：54KV
被試品的：
22kV---滿足10kV電纜交流耐壓試驗；
44kV---滿足10kV開關,絕緣子,PT,CT,開關柜交流耐壓試驗；52kV---滿足35kV電纜交流耐壓試驗；
2．輸出電壓波形畸變率：<1.0％
3.允許連續工作時間：額定條件下一次性工作60分鐘，
4．裝置自身品質因數：Q>50
5．火力發電機試驗時滿負荷下品質因數：Q>10（與負載相關）
6．電纜試驗時滿負荷下品質因數：Q>30（與負載相關）
7．主變壓器試驗滿負荷時品質因數：Q>30（與負載相關）
8. GIS，開關等試驗滿負荷時品質因數：Q>50（與負載相關）
9．輸入電源： 220V
10．頻率調節范圍：30Hz～300Hz
11．系統測量精度：1.5％
12．裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能
（三）設備遵循標準
《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》 GB50150-2006
《高壓諧振試驗裝置》 DL/T 849.6—2004
《電抗器》 GB10229.88
《電力設備預防性試驗規程》 DL/T596-1996
《耦合電容器和電容分壓器》 IEC358(1990)
（四）設備主要配置及技術參數說明：
1.變頻電源一臺：
額定功率：10kVA；
輸入電壓：單相220V 45～65Hz
輸出電壓：0～250V可調
輸出電壓頻率：30～300Hz
0.1Hz步進可調
頻率不穩定度≤0.02%
輸出電流：0～30A
重量：16kg
2. 高壓諧振電抗器（共2臺）：66KVA/27KV
額定工作電壓：27kV
額定工作電流：2.5A
額定電感量：32H
連續工作時間：60min
溫 升：小于60度
工作頻率：30~300Hz
重量：42kg
3. 激勵變： 1臺
額定容量：10kVA
輸入電壓：250V
輸出電壓： 2kV，4kV
4.電容分壓器一臺： FRC-60kV純電容式
自身電容量：2800pF
工作頻率：30～300Hz
不確定度：1.5%
額定電壓:60kV
重量：10kg
5．測試線及附件壹套：
1) 內部連接線 1套
2) 使用說明書 1份
3) 試驗報告 1份
第三章 SFBP-132kVA/54kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置設備應用
（一）交聯乙烯電纜的交流耐壓
1. 10kV/300mm2的電纜，長度3.0km，電容量≤1.1 uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV，電抗器2并
2. 20kV/70mm2的電纜，長度2km，電容量≤0.3uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓36kV，電抗器2串
試驗時使用關系表
設備組合
試品 電抗器66kVA/27kV
2節 激勵變壓器輸出端選擇
滿足10kV/400mm2電纜, (試驗電壓22kV,試驗時間5min)
長度1000m以下 使用電抗器1節 2kV
長 度
1000~2000m 使用電抗器2節并聯 2kV
滿足20kV/70mm2電纜, (試驗電壓36kV,試驗時間60min) 2000米 使用電抗器2串 2kV /4kV
第四章 變頻串聯諧振控制箱的詳細介紹
一、技術參數及功能描述
1、技術參數
? 輸入電源:
電壓： 220V±10%(10kW以上)
頻率： 50/60Hz
? 輸出電壓：0-250V；
? 輸出波形：正弦波
? 頻率調節范圍：30-300Hz
? 頻率分辨率：0.01Hz
? 頻率穩定度：0.1%
? 頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 電壓分辨率：0.1kV
? 電壓測量精度：1.5%
? 電壓步進值： 1%，0.1%，0.01%
? 運行連續工作時間：60分鐘
2、功能描述
變頻電源有如下幾個顯著的特點：
? 波形為脈寬電壓調節的方波。
? 內部由ARM控制，操作功能得到優化,操作簡單。
? 自動掃頻，尋找諧振點.頻率范圍30-300Hz,可設置掃頻范圍，掃頻最大耗時40秒鐘(全頻掃)， 頻率分辨率0.01Hz。
? 自動試驗，用戶可設置試驗程序，試驗程序分為5段，系統自動按設置的程序完成試驗過程。
? 耐壓時自動跟蹤電壓，電壓正常波動時自動調整電壓到目標電壓，異常波動時提示用戶電壓異常波動，由用戶根據試驗情況進行操作。
? 實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。
? 強大的保護功能：過流保護，過壓保護和閃絡保護，過熱保護，高壓異常保護，軟/硬件同時保護，保護響應時間不大于5微秒，確保安全。
? 試驗數據保存，可即時打印試驗數據，也可將數據保存以備下次打印。
? 數據查詢功能,根據試驗日期查詢以往的試驗數據。
二、系統硬件說明
1、面板外觀（如下圖）
（注意： 電源接入變頻電源插座且面板上空開合上時，變頻電源輸出插座上已經帶電，此時嚴禁碰觸此插座金屬部分。應在合空開前接好所有試驗連線。）
1.現場電纜試驗原理圖
現場電纜試驗模擬圖
2.現場變壓器試驗原理圖
現場變壓器試驗模擬圖
三、手動/自動試驗
2、手動試驗
檢查試驗線路,確保線路無誤后，合上電源開關。儀器顯示如下圖：
（1）按【確定】鍵進入試驗參數設置.（見下圖）包括以下參數：
【目標電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值。
【耐壓時間】試驗過程中的耐壓時間，時間到自動停機（最大9999秒）。
【分壓變比】高壓分壓器的分壓比（分壓變比是根據當前分壓器的實際變比值填入，注意不能填錯，否則高壓測量數據出錯。）
【過壓保護】試驗過程中的最高電壓，默認為目標電壓1.1倍，用戶可自己設置，但不能超過1.1倍。試驗電壓超過此設定值則保護停機
【過流保護】試驗過程中的最大電流設定值，超過則保護停機
注意；參數修改操作說明：
1. 按上下移位鍵選擇需要修改的參數（方框內為選中）。
2. 按電壓調節旋鈕可循環選擇需要修改的數據位（陰影反顯的數字為當前可以修改的數據位）。
3. 順時鐘旋轉電壓調節旋鈕為數據加。
4. 逆時鐘旋轉電壓調節旋鈕為數據減。
5. 按下電壓旋鈕光標左右移動
（2）按【確定】鍵進入試驗確認界面。（見下圖）
按【確定】鍵儀器充電合閘進入試驗界面（如下圖）
2.1手動試驗中手動調頻手動升壓；此時調節頻率旋鈕尋找諧振點（尋找掃頻過程中某一點的最高電壓值，并且“測頻”的頻率值應與試驗頻率接近）諧振點找到后調節電壓旋鈕開始升壓。
（3）按【計時】鍵開始計時。（見下圖中耐壓時間數字部分）
重點推薦使用---2.2 手動試驗中自動調頻手動升壓(簡稱半自動試驗)
如圖
按下掃頻鍵后40秒鐘自動找到諧振點如下圖
提示手動升壓和試驗電壓變成黑塊及可以旋轉電壓旋鈕升壓到所需要的目標值，
到了目標值按下計時鍵如下圖：
計時結束后控制箱會自動降壓停機。
上圖中各顯示項說明如下：
1. LCD屏上部陰影部分為當前試驗狀態及類型提示。
2. 【試驗電壓】 試驗時被試品上高壓值。本儀器為峰值/√2（等 同于純正弦波時的有效值）。
3. 【試驗頻率】 儀器輸出電壓的頻率值。
4. 【目標電壓】 試驗過程中的高壓目標值。
5. 【耐壓時間】 按【計時】鍵后的耐壓計時秒數。
6. 【電流】 儀器的輸出電流值。
7. 【調壓】 儀器的電壓輸出百分比（最大99.99%）。
8. 【測頻】 高壓測量信號的頻率值。
9. 【Q 值】 諧振系統的品質因數。
10. 【過壓】 高壓的最大保護值。
11. 【過流】 儀器輸出電流的最大保護值。
12. LCD屏下部分別為電壓和頻率調節的步進值，可按對應的調節旋鈕改變（循環變化）。
注意：手動控制加壓，不能快速旋轉調壓，調頻旋鈕，并選擇適當的步進值以免系統高電壓快速變化，產生過壓，對被試品，試驗系統產生危害
試驗結束如下圖：
備注：任何情況下可按【返回】鍵返回上一界面或開機界面。
2、自動試驗
（1）按【確定】鍵進入試驗參數設置.（見下圖）包括以下參數：
【目標電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值.
【目標電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值。
【耐壓時間】試驗過程中的耐壓時間，時間到自動轉入下一階段或停機
說明：
1.目標電壓及耐壓時間最多可設置5個階段，前一階段耐壓時間到并且下一階段不為零時調整電壓至下一階段目標電壓值繼續耐壓，否則降壓停機。
2.目標電壓的設置不能超過系統的最大電壓值。
3.目標電壓或耐壓時間有一個設置為零不允許進入下一階段進行設置，并且認為此階段以及后面階段均無效。
4.目標電壓及耐壓時間至少有一個階段不全為零，否則在開始試驗時出現如下提示界面：
（2）按【確定】鍵進入其他試驗參數設置.（見下圖）包括以下參數：
【掃頻范圍】 自動試驗尋找諧振點時的頻率輸出范圍，在已知被試品容量的情況下可計算出諧振頻率，根據計算頻率加減20Hz作為掃頻范圍，節省試驗時間。
其它參數設置 與手動試驗參數設置相同。
參數修改操作與手動試驗參數修改相同。
（3）按【確定】鍵直到進入試驗界面（各顯示項與手動試驗相同）。
. 掃頻如下圖
掃頻找到諧振點后開始升壓如下圖
四、數據查詢/報表
需要查詢以往的試驗報告，選擇【數據查詢】（下圖）。
根據試驗日期選擇查詢序號（最多50組數據），按【確定】按鈕，顯示試驗報告如下圖：
按【打印】鍵可進行打印。
按【返回】鍵返回上一界面。
五、系統設置
1.【時間設置】
選擇【時間設置】，按【確定】鍵可進行時間設定，修改后按【確定】鍵時間設定才生效。
用電壓調節旋扭進行數據移位和修改。
2.【數據清除】
選擇【數據清除】，按【確定】鍵可清除所有已保存的試驗數據。
六、注意事項及常見問題
1、高壓試驗請注意安全，嚴格按照高壓試驗的規范來操作。檢查/修改試驗接線時，請先關閉本系統，并切斷電源。
2、本系統支持的最高電壓為800Kv，實際能夠升到的高壓由激勵變壓器決定，請根據試驗電壓調換合適的激勵變壓器。
3、如果開機后發現變壓器發出非正常聲音，請立即關閉本系統并切斷電源，檢查變壓器接線是否正確。
4、正常“停機”采用逐步降壓停機的方式，保護停機直接快速停機，遇到緊急情況可以直接斷開空開直接關機。
5、如果自動掃頻失敗，請檢查接線或重設掃頻范圍。
6、本系統試驗電壓為峰值采樣（國標要求），如果系統顯示的高壓跟萬用表顯示的高壓差別大，請檢查“試驗參數”中的“分壓變比”是否正確填寫。
第五章 常見故障排除
5.1通用注意事項
1.本試驗設備應由高壓試驗專業人員使用，使用前應仔細閱讀使用說明書，并經反復操作訓練。
2.操作人員應不少于2人。使用時應嚴格遵守本單位有關高壓試驗的安全作業規程。
3.為了保證試驗的安全正確，除必須熟悉本產品說明書外，還必須嚴格按國家有關標準和規程進行試驗操作。
4.各聯接線不能接錯，否則可導致試驗裝置損壞
5.本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全。
5.2常見故障原因及排除
1.自動調諧不能完成，找不到諧振點：
現象：
調諧完成后儀器提示高壓異常
原因：
回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路，高壓測量線短路或者開路，高壓測量紅黑線頭插反
排除方法：
1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；
2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；
3）檢查每一只電抗器的通斷；
4）檢查分壓器的信號線的通斷；
5）檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；
6）裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；
如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！
3 不能升壓到試驗電壓
現象：
1）；改換激勵電壓到較高的電壓接頭
2）被試品部分有避雷器沒有打開連線
3）諧振點沒有找準，偏諧；
原因：
1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；
2）試品損耗較高，系統Q值太低；
3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；
4）高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線
排除方法：
1）將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；
2）盡可能將多只電抗器串聯，提高回路電感量；
3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；
4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；
5） 一般在設備較高電壓輸出時，采用高壓放暈線，或將普通高壓輸出線改為較短的連線，一般不超過5米。
如果全部處理完后，依然不能解決問題，請和廠家聯系，不可拆卸儀器！
第六章 相關資料
6.1相關省份電纜試驗規程
6.2諧振裝置容量選擇
試驗電流： I=2πfCU×10-3 (A)
頻率的選擇(HZ)
1、發電機―――50HZ，取50HZ
2、變壓器―――45~65HZ，取50HZ
3、GIS、開關、母線―――30~300HZ，取45HZ
4、電力電纜：30~300HZ，取35HZ
電壓的選擇(KV)
按照規程要求，確定最高試驗電壓。
電容量的選擇(uf)
根據被試品最大電容量確定
裝置最大容量：P=UI×1.25 (KVA)
