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變配電站變頻串聯諧振試驗裝置,該系列耐壓裝置主要針對220kV及以下變電站一次電氣設備交流耐壓試驗設計制造。可按規程要求滿足變壓器、GIS系統、SF6開關、電纜、套管等容性設備交流耐壓試驗。變電站變頻串聯諧振試驗裝置既可滿足高電壓、小電流(電抗器串聯)的設備試驗條件要求,又可滿足低電壓、大電流(電抗器并聯)的設備試驗條件要求,具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設備。也是各變配電站各種高壓電力設備預防性絕緣耐壓試驗的理想設備。
變配電站變頻串聯諧振試驗裝置主要由變頻控制電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。其中變頻控制電源采用進口變頻器,輸出穩定,具有各種過流過壓欠壓等保護,頻率分辨率為0.001HZ,在30~300Hz時頻率細度可達0.01Hz,確保在整個頻率區間內輸出波形良好.
二.產品參數
1.額定輸出電壓: 0~800kV(AC有效值)及其以下(可定制)
2.輸出頻率: 30~300Hz
3.諧振電壓波形: 純正弦波,波形畸變率<1.0%
4.試驗容量: 1000kVA及其以下
5.工作制: 滿功率輸出下,一次連續工作時間60min
6.品質因數: 30~90
7.頻率調節靈敏度: 0.1Hz,不穩定度<0.05%
8.工作電源: 380/220V±15%/50Hz±5%
設備主要配置及技術參數說明 :
一、變頻電源:
技術參數:
1.額定功率:6kW;供參考,根據不同容量的被試品功率不同,
2.輸入電壓:單相 380V±5% 或單相220V±5% 45~65Hz,(常規試驗時,請用單相380V電壓)當電源為380V時,可做額定負載試驗。
3.輸出電壓:0~400V可調
4.輸出電壓頻率:30~300Hz
5.頻率調節:0.1Hz自動調節或是手動調節
6.頻率不穩定度:≤0.02%
7.輸出電流:0~30A(根據不同需求進行增加或減小)
二、高壓電抗器
技術參數
1.額定工作電壓:27kV
2.額定工作電流:1A
3.額定電感量:146H
4.連續工作時間:30min
5.溫升:小于60度
6.工作頻率:20~300Hz
三、激勵變壓器
技術參數
1.額定容量:6kVA
2.輸入電壓:200V/400V,當輸入是400V時,把低壓端串聯,當輸入是200V時,把低壓端并聯。
3.輸出電壓:1kV/3kV/5kV
4.輸出電流:6A/2A/1.2A
性能特點
1.冷卻方式:環氧樹脂澆注式結構,絕緣耐熱等級為B級。
2.高、低壓繞組及鐵芯間均設靜電屏蔽層,既作為勵磁變壓器,又是隔離變壓器。
四、電容分壓器
技術參數
1.自身電容量:600pF
2.工作頻率:20~300Hz
3.不確定度:1.5%
4.額定電壓:110kV
變配電站做預防性耐壓試驗時變頻串聯諧振試驗裝置系列產品配置及適用范圍
產品型號 | 輸入電壓(v) | 輸出電壓(kV) | 容量(kVA) | 適用范圍 | 主要配置 |
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1.31500kVA及以下35kV電力變2.35kVA斷路器及閉母線、絕緣子 3.10kV(300 m㎡)電纜2000m 4.35kv(300 m㎡)電纜500m
| 5kW變頻源1臺 5kVA勵磁變1臺 電抗器4臺27kV/1A 分壓器100kV |
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1.110kVA斷路器及母線2.110kVA GIS≤10隔斷3.35kv(300 m㎡)電纜1500m 4.10kV(300 m㎡)電纜3km 5.110kv全絕緣主變壓器
| 10kW變頻源1臺 10kVA勵磁變1臺 電抗器4臺54kV/1A 分壓器200kV |
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| 1.110kV GIS開關和電力變
2.10kV(300 m㎡)電纜5km 3.35kV(300 m㎡)電纜2km
| 15kW變頻源1臺 15kVA勵磁變1臺 電抗器5臺54kV/1A 分壓器300kV |
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2.110kV GIS 開關和電力主變 | 10kW 變頻源 1 臺 10kVA 勵磁變 1臺 電抗器 4 臺100kV/0.5A 分壓器 400kV |
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| 1.220kV GIS 開關和電力變 2.10kV (300 m ㎡)電纜4km 3.35kV (300 m ㎡)電纜1km |
20kW 變頻源1臺 20kVA勵磁變 1 臺 電抗器 4 臺100kV/1A 分壓器 400kV
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1.110KVA 斷路器及母線 2.110kVA GIS≤10 隔斷3.110kV (300 m ㎡)電纜800m 4.35kv (300 m ㎡)電纜3km 5.10kV (300 m ㎡)電纜6km 6.110kv 全絕緣主變壓器
| 25kW 變頻源 1 臺 25kVA 勵磁變 1臺 電抗器 4 臺65kV/2A 分壓器 300kV |
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| 1.220kVA 及以下電壓互感器 2.電流互感器 3.220kVA 及以下穿墻套管4.220kVA 及以下支柱絕緣子、隔離開關 5.220kV 及以下斷路器
6.220kV 及其以下絕緣工器具
| 20kW 變頻源 1 臺 20kVA 勵磁變 1臺 電抗器 4 臺125kV/1A 分壓器 500kV |
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2. 35kv ( 300 m ㎡)電纜110m 3.35-220kV GIS 、主變、開關、絕緣子
| 30kW 變頻源 1 臺 30kVA 勵磁變 1臺 電抗器 5 臺120kV/1A 分壓器 600kV |
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2.220kv ( 300 m ㎡)電纜 500m 3.35-500kV GIS 、主變、開關、絕緣子
| 40kW 變頻源 1 臺 40kVA 勵磁變 1臺 電抗器 4 臺200kV/1A 分壓器 800kV |
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現場交流耐壓試驗是發現電纜運抵現場安裝后存在絕緣缺陷的有效手段。介紹了對220 kV電壓等級交聯聚乙烯電纜進行現場交流耐壓試驗時,影響交聯電纜絕緣的主要因素。闡述了現場進行交流耐壓試驗的必要性和有效性。同時對現場交流耐壓試驗的設備-調頻式串聯諧振耐壓試驗裝置的原理和參數特性作一介紹。
關鍵詞:交聯聚乙烯電纜;調頻式串聯諧振耐壓試驗裝置;現場交流耐壓試驗
隨著國民經濟的發展以及城網供電電壓等級的提高,交聯聚乙烯絕緣電力電纜(XLPE)以其合理的工藝和結構,優良的電氣性能和安全可靠的運行特點,在國內外獲得越來越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領域更取得了巨大的進展。與充油電纜相比,交聯電纜敷設安裝方便,運行維護簡單,不存在油的淌流問題。但是,近年來的運行和研究表明,交聯聚乙烯電纜的絕緣在運行中易產生樹枝化放電,造成絕緣老化破壞,嚴重地影響了交聯聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此,充分認識交聯電纜的絕緣特性,及時有效地發現和預防絕緣中存在的某些缺陷,對保障設備乃至系統的安全運行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗原理,認為在現場對交聯電纜實施交流耐壓試驗是必要和可行的。
1 影響絕緣的主要因素
交聯電纜內部存在的絕緣缺陷易產生樹枝化放電現象,其結果影響電纜的絕緣性能。樹枝化放電據其形態和生成機理不同主要分為電樹枝和水樹枝。
1.1 電樹枝
主要是由于絕緣內部放電產生的細微開裂,形成細小的通道,其通道內空,管壁上有放電產生的碳粒痕跡。分枝少而清晰,呈冬天的樹枝狀。電樹枝按產生的機理分為以下幾種類型:
1)由于機械應力的破壞使交聯聚乙烯絕緣產生應變造成氣隙和裂紋,引發電樹枝放電。機械應力一方面是因為電力電纜生產、敷設運行中不可避免地彎曲、拉伸等外力產生應力,另一方面是由于電纜在運行中電動力對絕緣產生的應力。
2)氣隙放電造成電樹枝的發展。現代的生產工藝盡管可以消除交聯電纜生產線中某些宏觀的氣隙,但仍有1~10μm或少量的20~30μm的氣隙形成的微觀多孔結構。多孔結構中的放電形式主要以電暈放電為主。通道中的放電所產生的氣體壓力增加,導致了樹枝的擴展和形狀的變化。
3)場致發射效應導致樹枝性放電。在高電場作用下,電極發射的電子由于隧道效應注入絕緣介質,電子在注入過程中獲得足夠的動能,使電子不斷地與介質碰撞引起介質破壞,導致樹枝放電。
4)缺陷。缺陷主要是導體屏蔽上的節疤和絕緣屏蔽中的毛刺以及絕緣內的雜質和空穴。這些缺陷使絕緣內的電場集中,局部場強提高。引起場致發射,導致樹枝性放電。
1.2 水樹枝
主要是由于水分浸入交聯聚乙烯絕緣,在電場作用下形成樹枝狀物。水樹枝的特點是引發樹枝的空隙含有水分,且在較低的場強下發生。水樹枝的產生,將會使介質損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降,電纜的壽命明顯縮短。目前國內外對水樹枝的生長研究尚不完善。一般認為,水樹枝的發展過程有以下幾種形式:
1)剩余應變使水樹枝增長。當電纜在外加電壓下,若絕緣中含有水分,導體附近的絕緣材料中剩余的應變就會增加,而應變較大的局部區域便會生成水樹枝。
2)電場下的化學作用發展了水樹枝。
3)電泳與擴散力的作用使水樹枝生長。介質電泳可以認為是不帶電荷的,但是已經極化的粒子或分子在畸變的電場中運動,若絕緣中含有帶水分的雜質,這些雜質會向導電線芯附近的高電場區聚集。這一區域的溫度相對偏高,水分因此而膨脹,形成較大的壓力,使間隙擴大,引起水樹枝的擴大和發展。
電樹枝往往在絕緣內部產生細微開裂,形成細小的通道,并在放電通道的管壁上產生放電后的碳化顆粒。水樹枝的產生,將會使介質損耗增加,絕緣電阻和擊穿電壓下降。因此,電纜中的電樹枝和水樹枝對電纜的電氣性能將會帶來嚴重的故障隱患。 1n
2 電纜試驗
為了保證電纜安全可靠運行,有關的標準對電纜的各種試驗做了明確的規定。主要試驗項目包括:測量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中測量絕緣電阻主要是檢驗電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗是同步進行的,其目的是發現絕緣中的缺陷。但是近年來國內外的試驗和運行經驗證明:直流耐壓試驗不能有效地發現交聯電纜中的絕緣缺陷,甚至造成電纜的絕緣隱患。德國Sechiswag公司在1978~1980年41個回路的10 kV電壓等級的XLPE電纜中,發生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV電壓等級XLPE電纜投運超出9 000 km,發生故障107次,國內也曾多次發生電纜事故,相當數量的電纜故障是由于經常性的直流耐壓試驗產生的負面效應引起。因此,國內外有關部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統的直流耐壓。
IEC62067/CD要求對于220 kV電壓等級以上的交聯電纜不允許直流耐壓。
研究表明,直流耐壓試驗時對絕緣的影響主要表現在:
1)電纜的局部絕緣氣隙部位由于游離產生的電荷在此南昌市調頻串聯諧振耐壓試驗成套裝置價格南昌市調頻串聯諧振耐壓試驗成套裝置價格形成電荷積累,降低局部電場強度,使這些缺陷難以發現。
2)試驗電壓往往偏高,絕緣承受的電場強度較高,這種高電壓對絕緣是一種損傷,使原本良好的絕緣產生缺陷,而且,定期性的