变频谐振试验设备

中试控股技术博士为您解答：试验所用高压设备的容量的计算与分析
    试验所用设备中升压变压器容量应根据被测变压器的容量来决定。如果容量太小，施压时因泄漏电流剧增会造成变压器输出电压明显降低，影响对测试结果的正确判断。升压变压器一般要满足两个条件：（1）在正常连续耐压试验时，变压器绕组温升不应超过允许值；（2）中试控股当被测变压器击穿时变压器要能提供足够大的电流通过绝缘的击穿点。

ZSBP-270KVA/120KV变频串联谐振成套试验装置

一、适用范围

1. 35kV/300mm2的电缆，长度2.0km，电容量≤0.394uF试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。

2. 满足35kV/16000变压器及开关柜设备交流耐压，试验频率为30-300Hz,试验电压85kV。

3. 10kV/300mm2的电缆，长度3.0km，电容量≤1.15uF试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。

4. 中试控股满足10kV变电站变压器的交流耐压，电容量≤0.01uF试验频率为45-65Hz,试验电压35kV。

5. 满足35kV变电站的母线开关柜设备交流耐压，试验频率为30-300Hz,试验电压118kV。

二、ZSBP-270KVA/120KV变频串联谐振成套试验装置系统主要性能及参数

1、电源电压：   380V±10%、50Hz；

  2、额定容量：    270KVA；

  3、输出电压：    120KV，

  4、输出电流：     2.5A ， 5A

  5、输出电压波形:  正弦波；

6、输出电压波形畸变率: ≤0.5% ；

7、允许连续工作时间：额定输出电流下持续运行时间为60分钟；

  8、输出频率范围:     30～300Hz ；

    9、品质因数:         ≥30

10、系统噪声:       ≤60db

11、系统测量精度:    1.0级

12、频率分辨率:      0.01Hz

13、频率不稳定度:    ≤0.05% 

14、环境温度：       -25℃～ +55℃ 

相对湿度:       ≤90%

海拔高度:       ≤2000m

15、具备手动试验/自动调谐/自动试验模式。

16、具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率等。

17、具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能。

18  具备过电压、过电流、过热保护功能。

19、具备闪络保护功能,在试品发生闪络时谐振回路失谐,电源立即停止输出,屏幕提示“试验失败”及相关信息。

20、具备各种数据打印功能。

三、设备遵循的标准和行业标准

GB7328-87              << 变压器和电抗器的声级测量>>

GB1094                <<电力变压器>>

GB/T16927.1-2-1997     <<高电压试验技术>>

ZBK41006-89            <<试验变压器>>

GB4208                 <<外壳防护等级>>

GB2900                 <<电工名词术语>>

GB5273                  <<变压器、高压电器和套管的端子>>

GB191                  <<包装储运标志>>

GB10327                <<电力变压器绝缘水平和绝缘试验外绝缘自空气间隙》

GB10229-88             <<电抗器>>

IEC358(1990)           <<耦合电容器和电容分压器>>

IEC1000                <<电磁兼容性>>

GB4793-1984             电子测量仪器安全要求

  四、系统配置及具体参数

1、变频控制电源15KW                1台

a) 中试控股变频控制电源采用高压耐压试验变频电源,采用一体化设计,控制电源本体具备调频、调压、控制、保护等功能。

b) 额定输出容量: 15KW

c) 工作电源:      交流380V、50Hz 。

d) 输出电压:      0～500V可调。

e) 输出电压不稳定度≤0.05%

f) 最大输出电流:  30A

g) 输出波形:正弦波,      波形畸变率:≤0.5%

h) 频率调节范围:  30～300Hz

频率调节分辨率: 0.001 Hz

i) 连续运行时间: 大于1小时

j) 噪声水平:≤ 60dB

k) 变频电源采用高性能微机控制电压、频率调节

l) ZSBP-270KVA/120KV变频串联谐振成套试验装置变频电源配备引线和插头与其他设备进行连接。

m) 保   护 ：具有过压、过流、过热、放电保护功能。

n) 具备手动试验/自动调谐/自动试验三种模式,并可任意切换。

具备大屏幕显示,可指示:输出电压(有效值)及输出频率、励磁电流、励磁电压、试验时间等。

具备试验电压、时间、试验频率范围等试验参数设置功能及各种数据打印功能。

  O) 重   量： 16Kg  

2、 励磁变压器15KVA            1台

a) 额定容量:    15KVA

b) 输入电压:    500V

c) 输出电压：   2KV；3 KV，,5 KV

d) 工作频率范围： 30～300Hz

e) 连续运行时间: 大于1小时

f) 电压比测量误差: 小于1%

g) 结构： 采用干式结构,绝缘耐热等级H级,满足干式变压器规范要求；

高﹑低压绕组间和铁芯设静电屏蔽,既作为励磁变,又是隔离变；

内置过电压保护,防止  。

  h) 重   量：    70Kg ;

3、高压电抗器 DK-67.5/27       4台

a) 额定容量： 67.5KVA

b) 额定电压：   27KV

c) 额定电流：2.5A

e) ZSBP-270KVA/120KV变频串联谐振成套试验装置品质因素：  Q≥30

f) 结    构： 干式；

    g)  重    量： 55Kg/台

h) 连续运行时间：≥ 1小时

4、 电容分压器   TRF-120/0.001                 1台

a) 额定电压：    120KV

b) 工作频率：    30～300Hz

c) 分 压 比：    1000：1 

d) 分压比误差：  ≤1%,

e) 测量精度：    交流有效值1.0级

f) 介质损耗：    tgδ≤0.5% ;

g) 重    量：    10Kg

h)高﹑低压臂的电容采用一致的介质结构,温度系数小,角位移小,在30-300HZ内分压比不变。

1、变频电源

1）绝缘电阻测试

2）耐压试验：2000V，1分钟

3）负载试验：在满负荷下，各器件的温升不大于45K 。

2、励磁变压器

1）直流电阻测量

  2）变比测量

  3）空载电流及空载损耗

  4）短路阻抗和负载损耗

  5）绝缘电阻测试

  6）温升试验：额定容量下运行60min,温升不大于65K

 3、电抗器试验

1）直流电阻测量

2）电感量测量

3）交流耐压试验

温升试验：额定容量下运行60min,温升不大于65K

      4、成套装置试验

（1）    耐压试验：1.1额定电压下，耐压1min；

（2）    短路试验：电压为0.5U，0.8U，1.0U的条件下，将高压输出突发短路3次，保护装置可靠动作，各单元完好。

（3）噪音小于60dB；

根据第一个条件可用近似公式估算升压变压器容量：
其中： ——试验变压器容量，kVA——试验频率，HZ——试样绝缘几何容量，
如果按式（3-1），低压变压器耐压试验变压器容量一般选用0.5kVA以上是可行的，但由于变压器容量与其短路阻抗有关，变压器短路阻抗必须足够小，以保证在可能最小试验电压下被试变压器击穿时电流输出不小于0.5A，该电流值是IEC规定的。ZSYDJ-10KVA/100KV工频耐压试验装置此电流实际上也就是变压器输出时高压绕组的短路电流，一般 ％取5 10之间。因此变压器容量可用式（3-2）表示。
其中：S——变压器容量，KVA——变压器输出最高试验电压，KV——变压器输出最小低试验电压，KVI——试样击穿时变压器必须输出的电流， 规定——变压器短路阻抗百分值，在5-10之间。
根据低压电器标准取 ＝3.5KV， ＝1KV, I=0.5A, ％取10，代入式（3-2）得：（kVA）
    变频谐振试验设备从中试控股上面的计算结果可以看到一般情况下试验变压器容量大于0.6 kVA即可，但考虑留有余地取0.75 kVA。

低压变压器耐压试验中，在试验电压作用下， 中试控股变压器绝缘介质中的电场强度达到某一临界值时，其绝缘性能开始丧失，泄漏电流剧增，当达到耐压设备高压侧过电流继电器预先规定的电流值时，继电器动作，切断高压输出。耐压试验一般均以继电器动作与否来判定是否击穿，因此过电流继电器的电流整定直接关系到对试品能否正确评判，一般低压电器相关标准明确规定100mA为高压侧过电流继电器的整定值。
    耐压试验，又称电气强度试验或介电强度试验，是证明设计、选材工艺的合理性。中试控股也是考核变压器安全性能的非常重要的试验项目之一。其目的在于检验变压器能否在实际运行中长期工作，而不致发生绝缘被施加的额定电压出现飞弧事故。

 变频谐振试验设备变压器容量特性测试仪测量误差的影响因素主要有联接组别、环境温度、阻抗电压、分接开关、短路连接线，那么知道这些产生误差的原因后，我们中试控股应该如何有效避免它呢？
1、联接组别。不同的连接组别，对应着不同的负载损耗温度校正公式。输入不正确的连接组别，必然导致测量结果的错误。在变压器不可信或者情况下，中试控股可通过接组别判定试验，确定变压器的连接组别。2、环境温度。根据变压器容量测试仪的原理可知，容量计算的一个重要参数就是短路阻抗值。标准要求变压器的短路试验应在环境温度为75℃进行，而现场往往不具备这个温度条件。这就需要将在自然温度下所测结果校正到75℃，因此当前温度通过影响校正短路阻抗值而影响到容量的判定。
虽然温度上的小偏差，对测试结果影响不大。但在现场进行变压器容量测试时，仍应利用红外线温度测试仪，准确测量变压器的环境温度，确保测量数据的准确可靠。  

3、阻抗电压。工作中我们接触比较多的是JB64、SJ73、S7、S9S11、S13等标准变压器，其阻抗电压比较常见，一般为4、4.5％，在容量测试的参数输入步骤中，可只输入变压器类型而越过阻抗电压一项，变压器容量测试仪可为其自动指定一阻抗电压值。
而对于电炉变和整流变等非标准变压器，阻抗电压值不在上述范围，在参数设定时除对“变压器类型”一项选择“非标准变压器”外，还必须输入变压器的阻抗电压值才能测出变压器的实际容量，而变压器的阻抗电压值需要依靠变压器的型号进行查找。  

4、分接开关。变压器处于不同的分接位置，对应着不同的直流电阻值和阻抗电压值。虽然变压器容量测试仪不要求变压器分接开关在额定位置的条件下进行测量，但在输入参数时应保证输入值与实际档位一致。

5、短路连接线。10KV变压器容量实际试验仪是在短路条件下进行的试验，当低压侧额定电流较大时，短路连连线实际上是低压绕组的延伸，连接线截面过小，短路连接线中的损耗就会很大。短路连连线截面的大小和连接的牢靠程度，直接影响测量结果。
在变压器容量t特性测试试验中，短路连连线要有足够大的截面，并且连接可靠。