JL1006-810kVA/270kV/45kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術方案

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/

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AQ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、JL1006-810kVA/270kV/45kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置滿足300mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度5km，電容≤1.85uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

2、JL1006-810kVA/270kV/45kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置滿足300mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度2km，電容≤0.38uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。

3、JL1006-810kVA/270kV/45kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置滿足630mm2,110kV 電纜交流耐壓試驗，長度1km，電容≤0.188uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤128kV。

4、JL1006-810kVA/270kV/45kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置滿足100MVA/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。

5、JL1006-810kVA/270kV/45kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置滿足110kV母線，GIS交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤265kV。

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:           0~270kV

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

4.1.3 zui大被試品電流;       2A

4.1.4 zui大試驗容量:         810kVA

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380V±5%，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，完全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630mm2,110kV 電纜交流耐壓試驗，長度1km，電容≤0.188uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤128kV。

頻率取37Hz

試驗電流 I=2πfCU試 =2π×37×0.188×10-6×128×103=5.6A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=98H

設計九節電抗器，將九節電抗器三節串聯三組并聯使用,則單節電抗器的參數為90kVA/45kV/2A/98H，裝置總容量為810kVA。

驗證:1.滿足100MVA/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。

使用電抗器四節串聯，此時電感量為L=98*4=392H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√456×0.02×10-6)=56.8Hz。

試驗電流I=2πfCU試 =2π×56.8×0.02×10-6×160×103=1.1A。

2.滿足300mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度5km，電容≤1.85uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

使用電抗器九節并聯，此時電感量為L=98/9=10.8H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√10.8×1.85×10-6)=35.6Hz。

試驗電流I=2πfCU試 =2π×35.6×1.85×10-6×22×103=9.1A。

3.滿足300mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度2km，電容≤0.38uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。

使用電抗器二節串聯四組并聯，此時電感量為L=98*2/4=49H,

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√49×0.38×10-6)=36.9Hz。

試驗電流I=2πfCU試 =2π×36.9×0.38×10-6×52×103=4.6A。

結論:裝置容量定為810kVA/270kV/45kV，分九節電抗器，電抗器單節為90kVA/45kV/2A/98H，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 JL1006-30kVA/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±5%，50Hz。

7.1.1.2 輸出電壓和電流:     0~400V，zui大電流75A。

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:                  30kVA

7.1.1.5 外形尺寸和重量:     420×340×450mm;30kg                        

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AQ性，有效保護人身、設備及試品的AQ。

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 JLB-30kVA/1.5kV/3kV/5kV/15kV/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zui大利用率及重量zui輕。10kV電纜等電氣設備試驗時,使用1.5kV輸出端;35kV電纜等電氣設備試驗時，使用3kV輸出端; 110kV電纜,13.8kV發電機試驗時，使用5kV輸出端; 110kV變電站試驗時，使用15kV輸出端;

7.2.1 技術參數                                                                         

7.2.1.1 額定容量:                30kVA                                                             

7.2.1.2 輸入電壓:                0~400V                                      

7.2.1.3 輸出電壓:      1.5kV       ;3kV;5kV;15kV               

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:460×350×450mm;75kg        

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。

7.3 高壓諧振電抗器 JLDK-90kVA/45kV   9臺

7.3.1 技術參數

7.3.1.1 額定zui高工作電壓:                  45kV(有效值)

7.3.1.2 額定zui大工作電流:                  2A(有效值)

7.3.1.3 額定容量:                                     90kVA

7.3.1.4 額定電感量:                        98H

7.3.1.5工作頻率:                     30~300Hz

7.3.1.6 工作時間:                                     60min

7.3.1.7 外形尺寸和重量:        φ400×360mm;60kg/臺

7.3.2 性能特點

7.3.2.1 高壓諧振電抗器采用真空環氧整體澆注，外有憎水層，防潮性能好，絕緣耐熱等級F級，滿足干式電抗器國家規范要求。

7.3.2.2 電抗器為便攜式，體積小，重量輕。

7.3.2.3 電抗器配有防渦流絕緣底座，串聯時分組重疊，以降低總體高度減輕勞動強度，增強AQ穩定性。

7.4 電容分壓器 FC-270kV/500pF                1臺

7.4.1 技術參數

7.4.1.1 工作方式:                             純電容式

7.4.1.2 額定電壓:                                 270kV有效值

7.4.1.3 額定電容量:                      500pF

7.4.1.4 工作頻率:                             30~300Hz

7.4.1.5 測量誤差:                             ＜1.5%

7.4.1.6 外形尺寸和重量:        φ120×1000mm;8kg(2只)

7.4.2 性能特點

7.4.2.1 額定電壓下可連續運行1小時。

7.4.2.2 在30~300Hz范圍內，其精度和穩定度保持要求不變。

7.4.2.3 在20℃、0.4~0.5UN下介損值:≤0.15

7.4.2.4 分壓比誤差:有效值時≤1.5%，

7.4.2.5 高、低壓臂的電容采用一致的介質結構，溫度系數小，角位移小，在30~300H內分壓比不變。

7.4.2.6 電壓測量通過ZY測試引線引至變頻電源進行測量。

八、系統的基本配置

(一)主要部件一覽表