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變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置 XZB-75kVA/75kV技術(shù)方案
1、10kV/300mm2電纜1.5km交流耐壓試驗(yàn),電容量≤0.563uF,試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓17.4kV,試驗(yàn)時(shí)間15min。
4、10kV/2000kVA主變的交流耐壓試驗(yàn),電容量≤0.01uF,試驗(yàn)頻率45~65Hz,試驗(yàn)電壓不超過35kV,試驗(yàn)時(shí)間1min。
5、35kV/12500kVA主變的交流耐壓試驗(yàn),電容量≤0.012uF,試驗(yàn)頻率45~65Hz,試驗(yàn)電壓不超過68kV,試驗(yàn)時(shí)間1min。
二、主要功能及特征
XZB系列變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置,采用調(diào)節(jié)電源頻率的方式,使得電抗器與被試電容器實(shí)現(xiàn)諧振,從而在被試品上獲得高電壓大電流,因其所需電源功率小、設(shè)備重量輕體積小,在國內(nèi)外得到了廣泛好評和應(yīng)用,是當(dāng)前高電壓試驗(yàn)的新方法和潮流。
我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點(diǎn):
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧(閃絡(luò))等保護(hù)功能,過壓過流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定,試品閃絡(luò)時(shí)閃絡(luò)保護(hù)動作并能記下閃絡(luò)電壓值,以供試驗(yàn)分析。
2、整個(gè)裝置單件重量很輕,便于現(xiàn)場使用。
3、裝置具有三種工作模式:全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式;方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇,提高試驗(yàn)速度。
4、能存儲和異地打印數(shù)據(jù),存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字,方便用戶識別和查找。
5、裝置自動掃頻時(shí)頻率起點(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定,掃頻方向可以向上、向下選擇,同時(shí)液晶大屏幕顯示掃描曲線,方便使用者直觀了解是否找到諧振點(diǎn)。
6、采用DSP平臺技術(shù),可根據(jù)用戶需要增減功能和升級,人機(jī)交換界面更為人性化。
7、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的,在整個(gè)系統(tǒng)中,電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分,因此試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。
8、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振裝置中,省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器,而且,諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q,使得系統(tǒng)重量和體積大大減少,一般為普通試驗(yàn)裝置的1/10~1/30。
9、有效改善輸出電壓波形。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,有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
10、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài),當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),電路立即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q,而用并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器做耐壓試驗(yàn)時(shí),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(shù)百倍。串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn),又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
11、不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí),因失去諧振條件,高電壓也立即消失,電弧即刻熄滅,且恢復(fù)電壓的再建立過程很長,很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開電源,這種電壓的恢復(fù)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(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。
三、主要技術(shù)參數(shù)
額定容量:75kVA
額定電壓:25kV;50kV;75kV
額定電流:3A;2A;1A
測量精度:系統(tǒng)有效值1.5級
工作頻率:30-300Hz
裝置輸出波形:正弦波
品質(zhì)因素:裝置自身Q≥30(f=45Hz)
波形畸變率:輸出電壓波形畸變率≤1%
輸入電源:單相220或三相380V電壓,頻率為50Hz
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
保護(hù)功能:過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧(閃絡(luò))等保護(hù)功能
環(huán)境溫度:-20℃~55℃
相對濕度:≤90%RH
海拔高度:≤1000米
四、裝置容量驗(yàn)證
裝置容量定為75kVA,分三節(jié)電抗器,電抗器單節(jié)為25kVA/25kV/1A/110H,
驗(yàn)證:1、10kV/300mm2電纜1.5km交流耐壓試驗(yàn),電容量≤0.563uF,試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓17.4kV,試驗(yàn)時(shí)間15min。
使用電抗器三節(jié)并聯(lián),L=110/3=36.67H
試驗(yàn)頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√36.67×0.536×10-6)=35.03Hz
試驗(yàn)電流:I=2πfCU試 =2π×35.03×0.536×10-6×17.4×103=2.05A
結(jié)論:裝置容量定為75kVA/75kV/25kV,分三節(jié)電抗器,電抗器單節(jié)為25kVA/25kV/1A/110H,使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗(yàn)要求。
五、試驗(yàn)時(shí)設(shè)備組合方式
組合方式 被試品對象 | 電抗器選擇 (25kVA/25kV三節(jié)) | 激勵變壓器 輸出端選擇 | 試驗(yàn)電壓(kV) | |
10kV/300mm2電纜 | 1000m以內(nèi) | 使用電抗器一節(jié) | 1.5kV | ≤17.4kV |
2000~3000m | 使用電抗器三節(jié)并聯(lián) | |||
10kV/2500kVA | 使用電抗器兩節(jié)串聯(lián) | 3kV | ≤35kV | |
35kV/12500kVA | 使用電抗器三節(jié)串聯(lián) | 3kV | ≤68kV | |
序號 | 設(shè) 備 名 稱 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 變頻電源 | XZB-6kW | 臺 | 1 | |
2 | 激勵變壓器 | KDJL-6kVA/1.5/3kV | 臺 | 1 | |
3 | 高壓電抗器 | KDDK-25kVA/25kV | 臺 | 3 | |
4 | 電容分壓器 | FRC-1000pF/80kV | 套 | 1 | |
5 | 內(nèi)部連接線 | 套 | 1 |
六、系統(tǒng)配置參數(shù)
(一)變頻電源XZB- 6kW 1臺
1)額定輸出容量:6kW
2)工作電源:220/380±10%V(單/三相),工頻
3)輸出電壓:0~400V
4)額定輸入電流:13A
5)額定輸出電流:13A
6)電壓分辨率:0.01kV
7)電壓測量精度:1.5%
8)頻率調(diào)節(jié)范圍:30–300Hz
9)頻率調(diào)節(jié)分辨率:≤0.1Hz
10)頻率穩(wěn)定度:0.1%
11)運(yùn) 行 時(shí) 間:額定容量下連續(xù)60min
12)溫升:額定容量下連續(xù)運(yùn)行60min元器件最高溫度≤65K
13)噪聲水平:≤50dB
14)重量:約10kg
(二)激勵變壓器HYJL-6kVA/1.5/3kV 1臺
1)額定容量:6kVA
2)輸入電壓:0~400V
3)輸出電壓:1.5/3kV
4)結(jié) 構(gòu):干式
5)重 量:約45kg
(三)高壓電抗器HYDK-25kVA/25kV 3節(jié)
1)額定容量:25kVA;
2)額定電壓:25kV
3)額定電流:1A
4)電 感 量:110H/單節(jié)
5)品質(zhì)因素:Q≥30 (f=45Hz)
6)結(jié) 構(gòu):干式
7)重 量:約53kg
(四)電容分壓器FRC-1000pF/80kV 1套
1)額定電壓:80kV
2)高壓電容量:1000pF
3)介質(zhì)損耗:tgσ≤0.5%
4)分 壓 比:1000:1
5)測量精度:有效值1.5級
6)重 量:約7kg