KDXZ-II 35kV 電纜（變壓器）串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置功能和特點(diǎn)
一、被試品對象及試驗(yàn)要求
1、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.1945uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
2、110kV及以下電壓等級GIS，開關(guān)等變電站設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過265kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
3、110kV/63000kVA主變的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
4、110kV/300mm2電纜0.2km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.0294uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
5、10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤1.126uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。
二、裝置主要技術(shù)參數(shù)及功能
額定容量：270kVA；
輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；
額定電壓：45kV；90kV；135kV；270kV；
額定電流：6A；3A；2A；1A；
工作頻率：30-300Hz；
裝置輸出波形：正弦波
波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；
工作時(shí)間：額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘；
溫升：額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K；
品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；
保護(hù)功能：對被試品具有過流、過壓及試品閃絡(luò)保護(hù)(詳見變頻電源部分)；
測量精度：系統(tǒng)有效值1.5級；
三、功能和特點(diǎn)
1.調(diào)頻式調(diào)諧方法。采用固定電感電抗器，通過調(diào)節(jié)激勵(lì)電源的頻率使試驗(yàn)回路達(dá)到諧振狀態(tài)，其特點(diǎn)是體積小、重量輕、品質(zhì)因素高，使用方便，已逐步取代調(diào)感式。
2.適用范圍廣。整套變頻串聯(lián)諧振高壓試驗(yàn)裝置幾乎符合國家有關(guān)高壓試驗(yàn)的規(guī)程和要求，適用于高電壓、大容量的電力設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、大型變壓器、GIS、交聯(lián)聚乙烯電力電纜，高壓開關(guān)、互感器等的交流耐壓試驗(yàn)。
3.調(diào)制波原理。串聯(lián)諧振是諧振式電流濾波電路，能改善電源電壓波形畸變，獲得很好的正弦電壓波形，有效防止諧波尖峰對被試品的傷害。
4.失諧時(shí)的過流情況。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)被試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即失諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的數(shù)十分之一（1/Q）。與并聯(lián)諧振或試驗(yàn)變壓器方法做耐壓試驗(yàn)相比，串聯(lián)諧振耐壓既能有效地找出絕緣弱點(diǎn)，又不存在大短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
5.失諧時(shí)的過壓情況。在試品發(fā)生閃絡(luò)擊穿時(shí)，因失去了諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立刻消失，電弧即刻熄滅。且諧振電壓再建立時(shí)間較長，很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開激勵(lì)電源。電壓恢復(fù)是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。
6.變頻電源可靠耐用、技術(shù)領(lǐng)先。我司自主研發(fā)自主生產(chǎn)的變頻控制電源技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先，并獲得多項(xiàng)國家專利。采用雙CPU架構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)快速測控，系統(tǒng)穩(wěn)壓精度達(dá)到1%。該模塊集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)于IGBT一體，很大提高功率電路及整機(jī)的可靠性。軟開關(guān)技術(shù)，可有效降低干擾，滿足局放試驗(yàn)要求。
7.智能軟件菜單、人性化設(shè)計(jì)。大屏幕智能顯示軟件菜單內(nèi)置試驗(yàn)參數(shù)菜單，客戶可根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程和實(shí)際需要，自行輸入需要的試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間；內(nèi)置自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑缑嬗押?，試?yàn)操作輕松便捷。試驗(yàn)數(shù)據(jù)可屏存，并可任意調(diào)閱，內(nèi)置微型打印機(jī)，預(yù)留接口可外接電腦。
8.自動(dòng)調(diào)諧方式。使用最新快速跟蹤法，尋找諧振頻率點(diǎn)只需30～40S左右，調(diào)諧完成后，鎖定諧振頻率。無諧振點(diǎn)時(shí)，提示區(qū)顯示“調(diào)諧失敗”。手動(dòng)調(diào)諧時(shí)30Hz～300Hz無諧振點(diǎn)，提示區(qū)顯示“無諧振點(diǎn)”，此時(shí)自動(dòng)切斷升壓回路。禁止繼續(xù)升壓，確保試品、設(shè)備、人身的安全。
9.升壓速度采用動(dòng)態(tài)跟蹤控制。當(dāng)高壓接近已設(shè)定的試驗(yàn)電壓時(shí)，自動(dòng)調(diào)整升壓速率，能有效防止電壓過沖造成對試品的損傷。
10.機(jī)內(nèi)設(shè)置試驗(yàn)時(shí)間計(jì)時(shí)器。當(dāng)試驗(yàn)電壓升至設(shè)定值，自動(dòng)啟動(dòng)計(jì)時(shí)功能，計(jì)時(shí)到設(shè)定值時(shí)有聲響提示，時(shí)間到即自動(dòng)降壓至“零”，并切斷升壓回路，自動(dòng)降壓并關(guān)閉高壓回路，同時(shí)大屏幕提示區(qū)顯示“試驗(yàn)結(jié)束”。
11.完善的系統(tǒng)綜合保護(hù)功能。開機(jī)系統(tǒng)自檢，發(fā)現(xiàn)接地不良、分壓器無信號等故障則不能合閘，防止誤操作帶來損害。設(shè)有過流、過壓、試品閃絡(luò)放電、電源掉電、連線錯(cuò)誤等多種保護(hù)措施，保護(hù)功能動(dòng)作時(shí)大屏幕上均為中文顯示。
12.過流保護(hù)——內(nèi)置多重自動(dòng)過電流保護(hù)，當(dāng)變頻電源的輸出電流超過額定值1.1倍的保護(hù)整定值時(shí)，自動(dòng)切斷整套裝置輸出。當(dāng)變頻電源的輸出電流超過設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)切斷輸出。
13.過壓保護(hù)——內(nèi)置多重自動(dòng)過電壓保護(hù)，可手動(dòng)設(shè)置試驗(yàn)電壓值，當(dāng)試驗(yàn)電壓超過整定值的1.1倍時(shí)，通過硬件和軟件實(shí)時(shí)判斷，迅速切斷整套裝置輸出，有效保證變頻電源和操作人員的安全。電流傳感器的采樣值，通過DSP計(jì)算，當(dāng)電流值超過理論值的1.1倍時(shí)，迅速切斷輸出，防止分壓器或分壓器變比設(shè)置有誤而導(dǎo)致試品過壓。
14.試品閃絡(luò)放電保護(hù)——具有試品放電或閃絡(luò)保護(hù)功能，當(dāng)在試驗(yàn)或升壓中如有高壓放電閃絡(luò)時(shí)，自動(dòng)切除整套裝置，且不會對試驗(yàn)設(shè)備和人身造成傷害，變頻電源內(nèi)部的電子元件不會損壞擊穿。
15.電源掉電保護(hù)——具有電源掉電保護(hù)功能，在變頻控制電源輸出端裝設(shè)特殊保護(hù)功能模塊，當(dāng)在試驗(yàn)或升壓過程中如有輸入電源突然掉電時(shí)，吸收諧振回饋到主機(jī)的能量，迅速將輸出短路，使諧振系統(tǒng)的能量快速消耗；該特殊功能模塊在供電電源突然斷開后，仍能維持工作10s以上，確保耗能過程徹底完成。自動(dòng)切除整套裝置，且不會對試驗(yàn)設(shè)備和人身造成傷害，變頻電源內(nèi)部的電子元件不會損壞擊穿。
16.連線錯(cuò)誤保護(hù)——當(dāng)試驗(yàn)線聯(lián)接有誤或斷線時(shí)有保護(hù)。(如變頻控制電源、勵(lì)磁變壓器、諧振電抗器、電容分壓器等連接線)。
17.過熱保護(hù)——功率器件溫度≥80℃時(shí)保護(hù)
緊急制動(dòng)保護(hù)——敲擊變頻控制電源面板上的緊急停機(jī)按鈕即可緊急切斷輸出。
四、系統(tǒng)配置及其參數(shù)
1、激勵(lì)變壓器15kVA/4/8/16kV/0.4kV 1臺
?額定容量：15kVA；
?輸入電壓：0-400V，單相；
?輸出電壓：4/8/16kV
?結(jié)構(gòu)：干式；
?重量：約58kg；
2、變頻電源15kW/220/380V 1臺
?額定輸出容量：15kW
?工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻
?輸出電壓：0–400V，單相，
?額定輸入電流：37.5A
?額定輸出電流：37.5A
?電壓分辨率：0.01kV
?電壓測量精度：1.5%
?頻率調(diào)節(jié)范圍：30–300Hz
?頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz
?頻率穩(wěn)定度：0.1%
?運(yùn)行時(shí)間：額定容量下連續(xù)60min
?額定容量下連續(xù)運(yùn)行60min元器件最高溫度≤65K;
?噪聲水平：≤50dB
1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現(xiàn)場操作及觀察；
2）內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護(hù)鋁箱，可有效減緩運(yùn)輸中的顛簸震動(dòng)和吊裝時(shí)的沖擊。保證了變頻電源的長期穩(wěn)定性和可靠性；
3）參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標(biāo)大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)可顯示諧振電壓(即試驗(yàn)前設(shè)置的目標(biāo)電壓)、試驗(yàn)頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時(shí)間、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、階段升壓及階段計(jì)時(shí)、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計(jì)算、參數(shù)查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當(dāng)次試驗(yàn)諧振頻率準(zhǔn)確及穩(wěn)定性；
4）參數(shù)設(shè)置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標(biāo)直接完成各種參數(shù)的設(shè)置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計(jì)時(shí)、測量分壓器變比、激勵(lì)變變比、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、試驗(yàn)?zāi)Ｊ健㈦娙蓦姼蓄l率互換計(jì)算、參數(shù)設(shè)置提示以及幫助等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或選擇；
5）試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑河|摸屏和外接鼠標(biāo)操作，有自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動(dòng)、自動(dòng)）、分段加壓和計(jì)時(shí)、運(yùn)行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計(jì)算功能等；
6）保護(hù)功能及其信息提示：具備高壓過壓保護(hù)、低壓過流、過流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、閃絡(luò)保護(hù)、緊急停機(jī)、欠壓保護(hù)等多重保護(hù)功能；
7） 數(shù)據(jù)存儲功能：試驗(yàn)結(jié)果保存（手動(dòng)保存）、打印、上傳、回查等
① 試驗(yàn)結(jié)果：手動(dòng)或自動(dòng)試驗(yàn)完畢后，在試驗(yàn)結(jié)果界面中可顯示出試驗(yàn)時(shí)的詳細(xì)參數(shù)，當(dāng)試驗(yàn)發(fā)生中斷時(shí)，可提示中斷狀態(tài)。可將參數(shù)保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗(yàn)記錄；
② 數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，同時(shí)具有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設(shè)備所攜帶打印機(jī)打??；（打印機(jī)屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）
8）自動(dòng)穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)電壓或手動(dòng)升壓結(jié)果，自動(dòng)跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗(yàn)電壓，電壓穩(wěn)定度可達(dá)1.0%；
9）調(diào)頻范圍及頻率分辨率均可設(shè)定：調(diào)頻范圍可設(shè)為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設(shè)置，可加快調(diào)諧過程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預(yù)設(shè)為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調(diào)諧效率與調(diào)諧精準(zhǔn)度之間取得優(yōu)化平衡；
10）頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)，并可自動(dòng)尋找試驗(yàn)諧振點(diǎn)，保證諧振頻率在整個(gè)試驗(yàn)過程中不發(fā)生漂移；
P）重 量：約12kg；
3、高壓電抗器45kVA/45kV 6節(jié)
?額定容量：45kVA;
?額定電壓：45kV；
?額定電流：1A；
?電感量：110H/單節(jié)；
?品質(zhì)因素：Q≥30(f=45Hz)
?結(jié)構(gòu)：干式；
?重量：約45kg；
4、電容分壓器270kV/500pF 1套
?額定電壓：270kV；
?高壓電容量：500pF
?介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%；
?分壓比：3000：1
?測量精度：有效值1.5級;
?重量：約26kg；
