一、YD2000係類變(biàn)頻串並聯諧振耐壓試驗儀應用範圍
YD2000係類變頻(pín)串並聯諧振耐壓試驗(yàn)儀是運用串聯諧振的原理,利用勵磁變壓器激發串聯諧振(zhèn)回路,通過調節變頻控製器的輸出頻率(lǜ),使(shǐ)得(dé)回路中的電抗器電感L和試品電容C發生串聯諧振,諧振電(diàn)壓即為試品上(shàng)所加電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用(yòng)於電力、冶金、石油、化工(gōng)等行業,適用於大容量、高電壓(yā)的電容性試品的交接和預防性試驗。
適(shì)用於(yú)10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交聯聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗
適用於66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐壓試驗
適用於大型(xíng)發電機組、電力變壓器工頻耐壓
適用於電力變壓器的感應耐壓試驗
二、YD2000係類(lèi)變頻串(chuàn)並聯諧振耐壓試驗儀主要性能(néng)指標及特點(diǎn)
2.1主要技術指標
(1)工作溫度範圍:-10~45℃
(2)工作濕度範圍:≤90%
(3)海拔:≤1000m
(4)供(gòng)電電(diàn)源電(diàn)壓:380V±10%、三相或220V±10%、單相(10KW及以下)
50/60Hz
(5)供電電源容量:0-100KW
(6)額定輸出(chū)電壓:0-500KV
(7)額定輸出容量:0-200KVA
(8)工作頻率範圍:30-300Hz(亦可根據用戶要求放寬頻率範圍)
(9)頻(pín)率調節分辨率:0.02Hz; 不穩定度≤0.05%
(10)噪音:≤60dB
(11)係統測(cè)量精度:1級
(12)輸出(chū)波形:正弦波,波形畸變(biàn)率≤1%
(13)電抗器Q值:30-120
(14)係統具有IGBT、過電壓、過電流、試品閃絡等全自動保護
2.2主(zhǔ)要特點
2.2.1體積小、重量輕,適(shì)合於現(xiàn)場使(shǐ)用
變頻控製器集調壓、調頻、控製及保護功能為(wéi)一體,省去了笨(bèn)重的(de)調壓(yā)器,而(ér)且操作(zuò)方便、讀數直觀。由於係統(tǒng)Q值較高(30-120),有效地解決了由於電(diàn)源容量的不足對現場試驗的製約。當電壓等級(jí)較高時,電抗器采用多級或疊積式(shì)結構,便於運(yùn)用(yòng)輸及現場安裝。
2.2.2安裝可靠性高
YD2000係類(lèi)變頻串並聯諧振耐壓試驗儀采用先進的設計思想、高品質的IGBT及(jí)驅動回路使輸出波形失真度小,頻(pín)率輸出穩定性好(hǎo),具有良好的IGBT、過電流、過電(diàn)壓(保護值可根據需要人為整(zhěng)定)以及(jí)放電保護功能,可保護設備及人身的**;當試品放電或擊穿時,由於諧振條件被破壞,短路電流小,隻有試品試驗電流的1/Q,避(bì)免了因擊穿對試品造成的損壞(huài)。
2.2.3試驗的等效性好
采用接近工頻(30HZ-300HZ)的交流(liú)電壓作為試驗電源,無論是在等(děng)效性和一(yī)致(zhì)性上都與50HZ/60Hz的工頻電源非常(cháng)接近,保證了試驗結果的可靠性和真實性。
三、YD2000係(xì)類變(biàn)頻串並聯諧振耐(nài)壓試驗儀(yí)工(gōng)作原理及係統配置
3.1工作原理
3.2係(xì)統(tǒng)配置
3.2.1變頻控製器
變頻控製器從結構上分為兩(liǎng)大類:20kW及以上為控製(zhì)台式,20kW以下為便攜箱式;它是由控製器和濾波器組成。在係統中變頻控製器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻(pín)380V或220V的正弦交流電轉變成為幅(fú)值和頻率可調的正弦波,並為(wéi)整套設備提供電源。
變頻控製(zhì)器具有(yǒu)IGBT保護、過流保護、過(guò)壓保護、放電(diàn)保護、進線保護等可靠的保護功能,保(bǎo)證試驗人員和試品的**。
IGBT保護:當IGBT電流過大或過熱時,CPU將停止工作(zuò),直到係(xì)統恢複(fù)正常。
過壓保護:是指當試驗電壓超過人為整定的保護電壓(保護電(diàn)壓可根據不(bú)同(tóng)試驗電壓需要(yào)任意(yì)設定)時,控製器(qì)自動跳閘,CPU停止(zhǐ)工作,並提示係統發生過壓保護。
過(guò)流(liú)保護:是當CPU檢測到母線工作電流超過(guò)IGBT工作電流或IGBT溫度過高時,CPU會發生過流保護信號,裝置停止工作,並通過液晶屏提示係統發生過流保護。
放電(diàn)保護:當試器擊穿、短路或試品放電時,CPU停止工作,並切斷主回路。
進線保護、低通濾波(bō)器:不僅可以在穩態下使放電或擊穿電流小,而且使暫態(瞬時)電(diàn)流的破壞(huài)減小,從而保證設備和人身的(de)**。
測量部分:試驗人員可直接從變頻控製器控製(zhì)麵板上讀取輸入電壓、電流、當前工(gōng)作(zuò)頻率、變頻控製(zhì)器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓信號。
3.2.2勵磁變壓器
勵磁變壓器的作用是將變頻電源的輸出電壓升到合適的試驗電(diàn)壓,滿足電抗器、負載在一不定期品(pǐn)質因數下試驗電壓的要求(勵磁變壓器的容量一般與變(biàn)頻控製器相同)。為了滿足不同電(diàn)壓等級、不同(tóng)容(róng)量試品的(de)試驗要求,勵磁(cí)變壓器高壓繞組一般有多個抽頭。
3.2.3高壓(yā)電抗器
高(gāo)壓分壓器是高電壓(yā)測試器件,它由高壓臂C1和低壓臂C2組成,測量信號從低壓臂C2上引出,作為高壓電測量和保護信(xìn)號。
3.3決(jué)定係統配(pèi)置參數的因(yīn)素
係統諧振電壓等級和(hé)容量取決於試品的電(diàn)容量C,試驗電壓U試驗頻率f。
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對於交聯聚乙烯電纜決定係(xì)統配置的(de)主要是:電纜(lǎn)的電壓等級、電纜的截麵積、試驗電纜的長度及(jí)電纜要求的諧振頻率範圍(wéi)。
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對於GIS決定係統配置的因素為(wéi):GIS的電壓等級、GIS的間隔數和每個間隔的電容量C,GIS允許的試驗頻率範圍。
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對(duì)於變壓器、發電(diàn)機等設備,係統的配置取決(jué)於試品(pǐn)的容量試驗電壓、試(shì)品的等效電容量C、要求的諧振頻率(lǜ)和試品的空載損耗的大小。
四、YD2000係類變頻串並(bìng)聯諧振耐壓試驗儀(yí)型號說(shuō)明
4.1係統型(xíng)號說明
4.2變頻控製器型號說(shuō)明
4.3勵磁變壓器型(xíng)號說明
4.4試驗電抗器(qì)型號說(shuō)明(míng)
4.5分壓器型號說明
五、YD2000係類變頻(pín)串並聯諧振耐壓試驗儀試驗接線及操作步驟
本套試驗裝置測量各種被(bèi)試品的接線示意圖
5.1交聯聚乙烯電纜《XLPE》的交流(liú)耐壓試驗(yàn)
交(jiāo)聯聚乙烯電纜《XLPE》屬於固(gù)體絕緣電(diàn)纜,是經過特殊的物理、化學方(fāng)法交聯而成,具有良好的電氣及(jí)物(wù)理性(xìng)能(néng),在世界範圍內(nèi)得到了廣泛的應用。我(wǒ)國自七(qī)十年代以來,交聯聚(jù)乙烯電纜(lǎn)也得到了迅速(sù)的發展,並逐步取代了常規中低壓油紙絕(jué)緣電纜,而且110KV、220KV等高(gāo)壓電纜也在逐步推廣。
交(jiāo)聯聚乙烯電纜它(tā)*大的特點就是(shì)容量大,若是采用工頻或接(jiē)近工頻的交流電壓試驗作為擠包絕(jué)緣電纜線路竣工試(shì)驗存(cún)在的*大困難是長線路需要很大容量的試(shì)驗設備(bèi):例如(rú)630平方毫米220KVXLPF電纜線路,電容量為0.188uF/Km,若電纜長3Km,則每相電纜試驗需要50Hz試驗設備的容量(liàng)至(zhì)少為(wéi)2.9MVA(試驗電壓178KV試驗電流(liú)30A),因此,采用傳統的試驗變壓器的試驗方法已經遠遠不能滿足現場係統(tǒng)試驗(yàn)容量的要求,變(biàn)頻諧(xié)振試驗(yàn)裝置利用變頻諧振的原理,使(shǐ)電源容量減少(shǎo)為試品容量的1/Q,設備的重量大大降低,使得高電壓、長距離電纜的現場試(shì)驗成為可能;同時利用試驗頻率允(yǔn)許在一定範圍內(30-300Hz)可調和試(shì)驗電抗器固定可調(單一電抗器電感(gǎn)是(shì)不可調的,但通過串並聯,總電感可調)的原理,使得係統的(de)柔性大大增加。
電纜試驗的接線圖如下:
橡膠電纜的變頻交流耐壓試驗接線(xiàn)示(shì)意圖
5.2 GIS(氣體絕緣金(jīn)屬封(fēng)閉組合電器)的交流(liú)耐壓試驗
GIS是(shì)一種把斷路器、隔離開關、接地開關、電壓(yā)互感器、電流互感器、測量儀表組合在一起(qǐ),並以SF6氣體絕緣的組合電器,一般由1-7個間隔組成,電容量一般在10000PF以下。
根據IEC517(補充)的標準,GIS試驗電壓的頻率範圍應在10-300Hz,與國(guó)標GB7674-1997等效。
我國“城網氣體絕緣變電站若幹技術問題的暫行規定”對GIS的現場工(gōng)頻(pín)耐壓值(zhí)作(zuò)了規(guī)定,取不超過(guò)出廠試驗電壓的90%。IEC517標準建議的(de)試驗電壓為出廠試驗(yàn)電壓的80%,並要求試驗頻率限製在10-300Hz範圍之內。
GIS的交流耐壓試驗(yàn)接(jiē)線圖如下:
GIS交流耐壓試驗(yàn)接線圖
5.3大型變壓器的交流耐壓試驗(外施工頻交流耐壓及感應耐壓(yā)試驗)
變壓器應該進行(háng)外施耐壓試驗。它是考驗產品主絕緣電氣強度的(de)*基(jī)本的絕緣試驗,是發現主絕緣是否合理(lǐ),絕緣材料是無缺陷和製造工藝是否符合要求的重要手(shǒu)段之一,對試驗頻率一般要求在工(gōng)頻,即45-65Hz。
采用變頻諧振的方式,通(tōng)過補償電容器使諧振頻率控製在45-65Hz之內,由(yóu)於回路(lù)諧振時Q值高,這樣可大大減小試驗電源(yuán)的容量,並且(qiě)頻率可調,也增大了設備的應用範圍,試驗接線如(rú)下圖所示:
感應耐壓的倍數,對於電力變壓器一般采用(yòng)額定(dìng)電壓的兩倍,為了不(bú)使(shǐ)鐵心中磁通飽和,應使用兩倍以上額定頻(pín)率的電源裝置。一般規定頻率應在100-400Hz範圍內,但經驗證明感應(yīng)耐壓試驗的頻率一般為150-200Hz為宜。
5.4大型發電機組的交流耐壓試驗
根據國家和地方電力部門的規定發(fā)電機在製造、安裝、檢修(xiū)和運(yùn)行以及預防性試驗中都應(yīng)進行交流耐(nài)壓試驗,試驗時試驗電壓和工(gōng)作(zuò)電(diàn)壓的波形、頻率一致,作用於絕緣內(nèi)部的電壓分布及擊穿性能能夠適應發(fā)電同的工作狀態,試(shì)驗電壓(yā)一般為0.75(2Un+3000)或1.5Un,頻率要求為工頻。
采用YHCX變頻串聯諧振試驗成套裝(zhuāng)置再配上合適的補償電容(róng)器在頻率和容量上都可以很地滿足發電機的交流耐(nài)壓要求(qiú)。
試驗接線如下圖:
發電機的交流耐壓接線示意圖(tú)
5.5其它試品的(de)交流耐壓試驗
互感器、套管等設(shè)備在作耐壓試驗時,都相當於一電(diàn)容,利用電抗器和補償電容器也可以(yǐ)使係統在(zài)50Hz附近發(fā)生諧振,達到工(gōng)頻(pín)絕緣試驗的目(mù)的。
說明:交流耐壓試驗方案請參照(zhào)相關標準或規程或本公司《YHCX變頻串聯諧振成(chéng)套試驗裝置資料匯編》。