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串联谐振试验系统（测试院）

时间：2022-12-01

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：串联谐振试验系统（测试院）

ZSBP-270kVA/135kV变频串联谐振耐压试验装置

参考标准：DL/T 474.4-2018

简易读懂：变频串联谐振耐压试验装置可以做什么?
变频串联谐振成套耐压试验装置适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验.

主要针对电力电缆、变压器、断路器/开关、开关柜、避雷器、电压互感器、电流互感器、套管、支柱绝缘子、电抗器、母线、隔离开关、输电线路、发电机、电动机、熔断器、电容器、隔离开关、接触器、配电箱、绝缘材质、变电站系统的交流耐压试验。

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

ZSBP-270kVA/135kV变频串联谐振耐压试验装置组成部分：变频电源主机、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器、测试附件组成。

适用电压等级：6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，也可以定制不同的电压等级规格。

如何选择合适的变频串联谐振耐压试验装置？
为了选对规格，请提供以下技术参数
1、电力变压器：电压等级，大容量，试验性质（中性点耐压或全绝缘耐压）单相对地电容量；
2、电力电缆：电压等级，大长度，截面积；
3、发电机、电动机：电压等级（出口电压或称工作电压），试验电压（耐压值）单相对地电容量范围（如0.2-0.55uF等）；
4、开关、绝缘子、PT、CT、绝缘工器具、母线：电压等级（或称工作电压）；试验电压（耐压值）；
5、CVT效验：电压等级或称工作电压，试验电压（耐压值）电容量范围（如0.005-0.02uF）。

ZSBP-270kVA/135kV变频串联谐振耐压试验装置
一、满足试品范围
1、110kV/300mm2电缆0.5km的交流耐压试验，电容量≤0.0735uF，试验频率30-300Hz，试验电压128kV，试验时间60min。
2、20KV发电机60万机组交流耐压试验，电容量≤0.2uF（参考值），试验频率45-65Hz，试验电压不超过43kV，试验时间1min。
二、装置主要组成
序号设备名称规格型号单位数量
1 变频电源 ZSBP-18kW 台 1
2 激励变压器 ZSJL-9kVA/6kV/0.4kV 台 2
3 高压电抗器 ZSDK-45kVA/45kV 台 6
4 电容分压器 ZSFY-500pF/130kV 套 1
三、主要功能及特征
ZSBP系列变频串联谐振耐压试验装置，采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小，在国内外得到了广泛好评和应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。
我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：
1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。
2、整个装置单件重量很轻，便于现场使用。
3、装置具有三种工作模式：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便用户识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、采用DSP平台技术，可根据用户需要增减功能和升级，人机交换界面更为人性化。
7、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
8、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。
9、有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。
10、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q，而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
11、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且不会出现任何恢复过电压。
四、主要技术参数
1. 额定容量：270kVA
2. 额定电压：135kV；45kV；
3. 额定电流：2A；6A；
4. 测量精度：系统有效值1.5级
5. 工作频率：30-300Hz
6. 装置输出波形：正弦波
7. 品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)
8. 波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%
9. 输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz
10. 工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟
11. 温升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K
12. 保护功能：过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能
13. 环境温度：－20℃-55℃
14. 相对湿度：≤90%RH
15. 海拔高度:≤3000米
六、试验时设备组合方式
组合方式
被试品对象电抗器选择
（45kVA/45kV六节）激励变压器
输出端选择试验电压(kV)
110kV/300mm2电缆0.5km 使用电抗器三节串联两组并联 6kV ≤128kV
20KV发电机60万机组使用电抗器四节并联 6kV ≤43kV
七、系统配置参数
(一) 变频电源ZSBP-18kW 1台
1) 额定输出容量：18kW
2) 工作电源：220/380±10%V（三相），工频
3) 输出电压：0–400V
4) 额定输入电流：45A
5) 额定输出电流：45A
6) 电压分辨率：0.01kV
7) 电压测量精度：1.5%
8) 频率调节范围：30–300Hz
9) 频率调节分辨率：≤0.1Hz
10) 频率稳定度：0.1%
11) 运行时间：额定容量下连续60min
12) 温升：额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K
13) 噪声水平：≤50dB
14) 尺寸（长宽高mm）：540×380×420
15) 重量：约25kg
(二) 激励变压器ZSJL-9kVA/6kV/0.4kV 2台
1) 额定容量：9kVA
2) 输入电压：0-400V
3) 输出电压： 6kV
4) 结构：干式
5) 尺寸（长宽高mm）：520×520×460
6) 重量：约60kg
(三) 高压电抗器ZSDK-45kVA/45kV 6节
1) 额定容量45kVA;
2) 额定电压：45kV
3) 额定电流：1A
4) 电感量：180H/单节
5) 品质因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 结构：干式
7) 尺寸（内径高mm）：∅342×435
8) 重量：约85kg
(四) 电容分压器ZSFY-500pF/130kV 1套
1) 额定电压：130kV
2) 高压电容量：500pF
3) 介质损耗：tgσ≤0.5%
4) 分压比：1500：1
5) 测量精度：有效值1.5级
6) 尺寸（内径高mm）：∅140×1000
7) 重量：约8kg
八、供货清单
序号设备名称型号及规格单位数量
1 变频电源 ZSBP-18kW 台 1
2 激励变压器 ZSJL-9kVA/6kV/0.4kV 台 2
3 高压电抗器 ZSDK-45kVA/45kV 台 6
4 电容分压器 ZSFY-500pF/130kV 套 1
5 串联谐振测试线套 1
6 出厂检验报告份 1
7 使用说明书份 1
8 产品合格证份 1
9 装箱清单份 1
九、参考实验标准
DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》
GB50150-2016 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
GB10229-88 《电抗器》
GB1094 《电力变压器》
GB1094.1-GB1094.6-96 《外壳防护等级》
GB2900 《电工名词术语》
GB/T16927.1~2-1997 《高电压试验技术》
DL/T474.4-2006 《现场绝缘试验实施导则－交流耐压试验》
DL/T1015 《现场直流和交流耐压试验电压测量系统的使用导则》
GB/T311.1-1997 《高压输变电设备的绝缘与配合》
GB191-2000 《包装储运图示标志》
JB/T9641-1999 《试验变压器》
IEC358(1990) 《耦合电容器和电容分压器》
GB4793-1984 《电子测量仪器安全要求》
GB/T3859.2-1993 《半导体变流器应用导则》
GB/T2423.8-1995 《电工电子产品基本环境试验规程》
DL/T849.6-2004 《电力设备专用测试仪器通用技术条件第6部分：高压谐振试验装置》

变频串联谐振耐压成套试验装置：就是做耐压试验的设备，它是为了满足大容量的被试品要求而研发的设备。它是一套组合设备，为了耐压试验能顺利准确地进行，针对不同被试品，串联谐振装置的组件是不同的。所以请务必准确选型，技术部为您量身制定选型方案。

中试控股变频串联谐振耐压成套试验装置产品适用性好，实用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企业以及电力工作者信赖的好伙伴。

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变频串联谐振耐压成套试验装置|中试控股

由于中试控股串联谐振装置电源首要运用谐振电抗器和被试品电容谐振发生高电压和大电流的，实验电源仅仅供给体系有功的消耗，所以它所需电源功率仅具有实验容量的1/Q。一起，由于串联谐振实验不必大功率调压设备和工频实验变压器，谐振激磁电源仅要实验容量的1/Q，使得串联谐振体系分量和体积方案化的减少。不一样的是，谐振电源是谐振式滤波电路，其能优化输出电压波形，以至于躲避谐波峰值对试品的误击穿。但在串联谐振形式下，当试品绝缘缺陷被击穿时，电路当即脱谐，回路电流灵敏调整为正常实验电流的1/Q，所以他还能躲避大的短路电流对缺陷点的烧伤。

2.中试控股串联谐振原理剖析

电路谐振时阻抗值最小，当端口电压一守时，电路电流将抵达最大值，如图1(b)所示，且该值的巨细仅与电阻的阻值有关而与电感和电容无关。谐振时电感电压与电容电压数值相等、相位相反，为总电压的Q倍[4]，即。RLC串联电路的电流是电源频率的函数，

在电阻、电感及电容所构成的串联电路中，当容抗与感抗相等时，电路中的电压与电流相位一样，电路呈现纯电阻性，此即为串联谐振[3]。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=R，此时回路总阻抗值最小，回路电流最大值。图1(a)所示为电感和电容元件串联构成的一端口网络，其等效阻抗，当发生谐振时，其端口电压与电流同相位，即，由此可推得谐振角频率和谐振频率分别为，。界说谐振时的感抗或容抗为特性阻抗ρ，则特性阻抗ρ与电阻R的比值即为品质因数Q。串联谐振设备

为了研讨电路参数对谐振特性的影响，一般选用通用谐振曲线，图2(b)所示为串联谐振电路的通用谐振曲线。通用谐振曲线的形状只与Q值有关，且曲线形状越尖利，电路的选频功用越好。幅值大于峰值的0.707倍所对应的频率方案为通带宽，理论推导可得，由该式可知通带宽与品质因数成反比。

即，在电路的电感L、电容C和电源电压US不变的状况下，不一样的R值得到不一样的Q值，图2(a)所示为不一样Q值时的电流幅频特性曲线。

3.变频串联谐振的工程运用剖析

变频串联谐振实验进程中，励磁变的容量应大于有功功率P，并在励磁变最低输出电压满足实验需要的前提下尽量降低励磁变的变比，然后相应减小励磁变原边的输入电流。实验电源容量S=P+P1，其间P1为变频电源本身的损耗，由电源端输入电压为380V可得电源电流I1=。实验中电抗器的额定电压和电流也应大于实验电压和高压电流，当电抗器选用串并联以满足实验需要时，有必要计算每个电抗器上所承受的电压和电流不超限值。

在现场实验中，一般选用16mm2以上的裸铜线接地，裸铜线其寄生电感在μH数量级，约0.1-1μH/m，直

流电阻约0.1mΩ，假定接地线有曲折环绕景象，电感量可增加到10-1000μH/m。试品绝缘一般在交流电压的正峰值或负峰值被击穿，试品被击穿刹那间试品上的电压最高，击穿后试品上的电压跌落到零的时间一般在0.1-10μs之间，详细状况与击穿点的实习状况有关。从放电能量上看，即使放电时，试品的最小电容量只需0.002μF，实习实验时试品电容量远大于该值。如以放电时频率为100kHz、地线寄生电感为1μH、放电电流为1000A计算，地线的寄生感抗XL==0.628Ω，地线或许发生的过电压Ud=If XL=1000×0.628=628V。假定地线联接不标准，寄生电感就会增大很多，发生的过电压或许更大，可危及变频电源及人身安全。所以高压实验体系有必要一点可靠接地，分压器的接地址与大地的联接线应尽量短，接地线应粗、直、短，然后保证实验安全。