JYE-500KVA/200KV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

一、系統執行標準

GB50150-2006          《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》DL/T849.6-2004      《電力設備專用測試儀器通用技術條件

                     第6部分：高壓諧振試驗裝置》

      JB/T9641-1999       《試驗變壓器》

GB10229              《電抗器》

      GB/T.311-1997      《高壓輸變電設備的絕緣與配合》

      DL/T846-2004         《高電壓測試設備通用技術條件》

GB4793-1984        《電子測量儀器安全要求》

GB2900               《電工名詞術語》

GB4208              《外殼防護等級》

      GB191                《包裝貯運標志》

GB/T16927-1997         《高電壓試驗技術》

二、工作環境

1.     環境溫度：－15⁰C –40 ⁰C;

2.     相對濕度：≤90%RH;

3.     海拔高度:  ≤3500米；

三、裝置主要適用范圍

1、滿足400mm²,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度4km，電容≤1.68uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

2、滿足400mm²,20kV 電纜交流耐壓試驗，長度3km，電容≤0.7944uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤45kV。

3、滿足400mm²,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度2km，電容≤0.42uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。

4、滿足400mm²,110kV 電纜交流耐壓試驗，長度0.5km，電容≤0.078uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤128kV。

5、滿足120MVA/110kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤160kV。

6、滿足110kV母線，GIS交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤184kV。

四、系統技術規范及性能

4.1 系統技術參數

4.1.1 額定輸出電壓：            0～200kV

4.1.2 諧振電壓波型：            正弦波，波形畸變率＜1.0%

4.1.3 最大被試品電流；       2.5A

 4.1.4 最大試驗容量：         500kVA

4.1.5 輸出頻率：                         30～300Hz

4.1.6 工作時間：                         滿功率輸出下，連續工作時間60min

4.1.7 品質因素：                     30～90

4.1.8 輸入工作電源：                單相220V或三相380V±10%，50Hz

4.1.9 環境溫度：                      －15℃～+40℃

4.1.10 相對濕度：                           ＜90RH%，無凝露狀況

4.1.11 海拔高度：                           ＜3500m

4.1.12 噪聲：                                 ≤50dB

4.2 系統的性能特點

4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，*自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。

4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。

4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。

五、裝置容量確定

滿足400mm²,110kV 電纜交流耐壓試驗，長度0.5km，電容≤0.078uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤128kV。

頻率取35Hz

試驗電流 I=2πfCU_試 =2π×35×0.078×10^-6×128×10³=2.2A

對應電抗器電感量 L=1/ω²C=265H

設計八節電抗器，將八節電抗器串聯使用,則單節電抗器的參數為63kVA/25kV/2.5A/66H，裝置總容量為500kVA。

驗證：1.滿足120MVA/110kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤160kV。

使用電抗器八節串聯，此時電感量為L=60*8=480H,

配補償電容器160kV/0.01uF一只，此時總電容量為0.03uF

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√264×0.03×10^-6)=56.6Hz。

試驗電流I=2πfCU_試 =2π×56.6×0.03×10^-6×160×10³=1.7A。

2.滿足400mm²,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度4km，電容≤1.68uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

使用電抗器八節并聯，此時電感量為L=60/4=16.5H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√16.5×1.68×10^-6)=30.2Hz。

試驗電流I=2πfCU_試 =2π×30.2×1.68×10^-6×22×10³=7.0A。

3.滿足400mm²,20kV 電纜交流耐壓試驗，長度3km，電容≤0.7944uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤45kV。

使用電抗器八節并聯，此時電感量為L=66/4=16.5H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√16.5×0.7944×10^-6)=43.9Hz。

試驗電流I=2πfCU_試 =2π×43.9×0.7944×10^-6×45×10³=9.8A。

4.滿足400mm²,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度2km，電容≤0.42uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。

使用電抗器二節串聯二組并聯，此時電感量為L=66*2/2=66H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√66×0.42×10^-6)=30.2Hz。

試驗電流I=2πfCU_試 =2π×30.2×0.42×10^-6×52×10³=4.2A。

結論：裝置容量定為500kVA/200kV，分四節電抗器，電抗器單節為125kVA/50kV/2.5A/57H，使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗要求。

六、試驗時使用關系表

七、主要部件的技術規范及性能

7.1 變頻電源控制箱 JY-25kVA/220V/380V    1臺

7.1.1 技術參數 

7.1.1.1 輸入工作電源：         單相220V或三相380V±10%，50Hz。

7.1.1.2 輸出電壓和電流：   0～400V，最大電流50A。

7.1.1.3 輸出頻率：          30～300Hz，頻率調節細度0.1Hz，不穩定度＜0.05%。

7.1.1.4 額定輸出容量：        25kVA

7.1.1.5 外形尺寸和重量：   510×340×320mm；25kg               

7.1.2 性能特點

7.1.2.1 參數設置：可對試驗電壓、耐壓時間、試驗模式、試驗電流、等參數進行設置或選擇。

7.1.2.2 試驗模式：手動試驗模式、自動試驗模式

a、手動試驗模式：具備升壓、調諧（含手動、自動）、降壓（手控自動）功能等。

b、自動試驗模式：進入試驗狀態后，自動進行調諧、升壓、計時、降壓、切斷主回路并轉到試驗結果界面。

7.1.2.3 保護功能及其信息提示：具備高壓過壓、低壓過流保護，以及失諧保護、零位、放電保護等多重保護功能。

7.1.2.4 數據存儲功能：試驗結果保存、回查等。

a、試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存200次試驗記錄。

b、數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上。

7.1.2.5自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1%。

7.1.2.6 調頻范圍設定：調頻范圍可設為20～300Hz。

7.1.2.7 過壓保護功能：軟件過壓保護值，豐富的高壓過壓保護功能，更具安全性，有效保護人身、設備及試品的安全。

7.1.2.8過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套裝置的輸出電流達到保護整定值時，自動切除整套裝置

7.1.2.9擊穿保護：具有放電或閃絡保護功能，當高壓側發生對地閃絡時，自動切除整套裝置。不會對試驗設備和人身造成傷害，變頻電源內電子元件不會擊穿

7.1.2.10斷電保護：試驗電源斷電后，裝置能快速保護

7.2 激勵變壓器 JY-25kVA/1.5kV/3kV/5kV/10kV/0.4kV     1臺

配置特點：將高電壓、小電流、短時間與低電壓、大電流、長時間的試品試驗分開處理，配置不同抽頭勵磁變，以保證勵磁變壓器的最大利用率及重量最輕。

 7.2.1 技術參數                                                          

7.2.1.1 額定容量：        25kVA                                               

7.2.1.2 輸入電壓：        0～400V                            

7.2.1.3 輸出電壓：       1.5kV ;3kV;5kV;10kV                  

7.2.1.4 工作頻率范圍：      30～300Hz                                      

7.2.1.5 工作時間：        60min                                                

7.2.1.6 外形尺寸和重量：400×330×450mm；125kg      

7.2.1.7 適用范圍：         電氣主設備試驗及電纜試驗

7.2.2 性能特點

7.2.2.1 激勵變為干式結構，無漏油之慮。

7.2.2.2 高、低壓繞組及鐵芯間均設靜電屏蔽層，既是勵磁變壓器，又是隔離變壓器。

7.2.2.3 內置過壓保護，防止擊穿反擊。