高效方便變頻串聯諧振裝置 高效方便變頻串聯諧振裝置

型號說明

系統型號說明

變頻控制器型號說明

勵磁變壓器型號說明

試驗電抗器型號說明

接線及操作步驟

各種被試品的接線示意圖

1．交流耐壓試驗

交聯聚乙烯電纜《XLPE》屬于固體絕緣電纜，是經過特殊的物理、化學方法交聯而成，具有良好的電氣及物理性能，在世界范圍內得到了廣泛的應用。我國自七十年代以來，交聯聚乙烯電纜也得到了迅速的發展，并逐步取代了常規中低壓油紙絕緣電纜，而且110KV、220KV等高壓電纜也在逐步推廣。

   交聯聚乙烯電纜它zui大的特點就是容量大，若是采用工頻或接近工頻的交流電壓試驗作為擠包絕緣電纜線路竣工試驗存在的zui大困難是長線路需要很大容量的試驗設備：例如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試驗設備的容量至少為2.9MVA（試驗電壓178KV試驗電流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系統試驗容量的要求，變頻諧振試驗裝置利用變頻諧振的原理，使電源容量減少為試品容量的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驗成為可能；同時利用試驗頻率允許在一定范圍內（30-300Hz）可調和試驗電抗器固定可調（單一電抗器電感是不可調的，但通過串并聯，電感可調）的原理，使得系統的柔性大大增加。

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示意圖

2．GIS（氣體絕緣金屬封閉組合電器）的交流耐壓試驗

GIS是一種把斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、測量儀表組合在一起，并以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試驗電壓的頻率范圍應在10-300Hz，與國標GB7674-1997等效。

我國“城網氣體絕緣變電站若干技術問題的暫行規定”對GIS的現場工頻耐壓值作了規定，取不超過出廠試驗電壓的90%。IEC517標準建議的試驗電壓為出廠試驗電壓的80%，并要求試驗頻率限制在10-300Hz范圍之內。

GIS的交流耐壓試驗接線圖如下：

GIS交流耐壓試驗接線圖

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試驗）

變壓器應該進行外施耐壓試驗。它是考驗產品主絕緣電氣強度的zui基本的絕緣試驗，是發現主絕緣是否合理，絕緣材料是無缺陷和制造工藝是否符合要求的重要手段之一，對試驗頻率一般要求在工頻，即45-65Hz。

采用變頻諧振的方式，通過補償電容器使諧振頻率控制在45-65Hz之內，由于回路諧振時Q值高，這樣可大大減小試驗電源的容量，并且頻率可調，也增大了設備的應用范圍，試驗接線如下圖所示：

感應耐壓的倍數，對于電力變壓器一般采用額定電壓的兩倍，為了不使鐵心中磁通飽和，應使用兩倍以上額定頻率的電源裝置。一般規定頻率應在100-400Hz范圍內，但經驗證明感應耐壓試驗的頻率一般為150-200Hz為宜。

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電機在制造、安裝、檢修和運行以及預防性試驗中都應進行交流耐壓試驗，試驗時試驗電壓和工作電壓的波形、頻率*，作用于絕緣內部的電壓分布及擊穿性能能夠適應發電同的工作狀態，試驗電壓一般為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置再配上合適的補償電容器在頻率和容量上都可以很地滿足發電機的交流耐壓要求。

試驗接線如下圖：

發電機的交流耐壓接線示意圖

5．其它試品的交流耐壓試驗

   互感器、套管等設備在作耐壓試驗時，都相當于一電容，利用電抗器和補償電容器也可以使系統在50Hz附近發生諧振，達到工頻絕緣試驗的目的。

   說明：交流耐壓試驗方案請參照相關標準或規程或本公司《YHCX變頻串聯諧振成套試驗裝置資料匯編》。

試驗操作步驟

1.根據各種試品接線方法，保證各點的接觸良好，保證一點接地，且接地點距分壓器zui近。

2.確保連接無誤后接通電源。

3.打開主機電源開關會顯示主菜單

4.將光標移至：試驗參數設置；按確認鍵。進行各項參數的修改，用上下左右

和確認鍵執行。

然后返回主菜單。

5. 將光標移至：系統參數設置：按確認鍵。進行時間參數的修改，用上下左右和確認鍵執行。

6. 將光標移至：進入試驗：按確認鍵。

7. 此時接上IGBT的輸入電壓選擇試驗方法，進行試品的試驗，用確認鍵執行。

8. 選擇手動試驗時，首*行的是找到試品諧振點，用上下鍵進行，使試驗電壓在zui高點；在完成了此項操作后請按面板調壓鍵用左右鍵移位，上鍵增加激勵功率當接近試驗電壓后用右移鍵將光標移至小數點后慢慢增加功率防止試品擊穿，到額定電壓后主機開始自動計時至設定時間退出試驗。選擇自動試驗時只要按了確認鍵就不要這些操作了。

9.進入試驗前注意試品的安全距離，確保人生安全。

10.主菜單的測試操作項請你不要任意改動，防止丟失。

注意事項

1. 在給整機加電以前,一定要仔細檢查各輸入輸出接線是否正確和牢固.接地是否可靠,接地線采用一點接地，從面板上引出（接地線用裸銅線）。

2．試驗時，電抗器不可置于鐵板等導電材料上。

3．試驗升壓之前需要整定過電壓保護值，以防止試驗過程中意外分閘。

4．當變頻控制器提示過電壓保護、過流保護或放電保護時，請退出試驗，重新整定電壓電流保護值，再進入試驗。

常見故障及分析

主機找不到諧振點。

原因：系統諧振點在主機的輸出頻率范圍之外；系統接線錯誤；

系統未可靠接地；高壓采樣反饋信號開路或連接不可靠；試品有故障。

勵磁變壓器無輸出電壓或者低電壓輸出。

主機復位。

原因：主機供電電源波動；外界強磁場干擾；主機未可靠接地；

Ｑ值偏低，即電壓升不上去，或升不高。

原因：試品放電泄漏；

電抗器磁路受干擾，例如電抗器被放置在磁場屏蔽范圍內。

電源跳閘。

原因：諧振系統回路短路。

說明：以上故障原因僅供參考。

注意：

請勿擅自打開箱體，拆卸或更換元器件，如有質量問題，請與本公司。

◆ 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置穩定性、可靠性高。系統采用進口功率元件作為功率變換的核心，電壓輸出和頻率輸出穩定，電磁兼容設計合理，保護功能完善，經過多次高壓直接對地短路的測試，系統仍然保持完好，同時系統也有很強的過載能力。

◆ 自動調諧功能強大。系統自動調諧時，從30Hz到300Hz自動掃頻，顯示掃頻曲線，用戶能直觀地看到系統調諧過程；掃頻完成后，系統根據掃頻初步找到的諧振頻點，在其±5Hz范圍內以0.01Hz為分辨率進行頻率細掃，zui后精確鎖定諧振頻率。
◆ 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置支持多種試驗模式。系統支持“自動調諧＋手動調壓”，“自動調諧＋自動調壓”，“手動調諧＋手動調壓”等試驗模式，*使用“自動調諧＋手動調壓”模式，既能快速找到諧振點，又能通過手動調壓控制試驗過程，安全性更高。
◆ 系統人機交互界面友好。試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示，直觀清晰，并具有自動計時及操作提示功能。全觸摸屏操作及顯示，具備試驗數據保存和查詢功能。
◆ 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置保護功能完善。具備零位保護（電壓輸出控制旋鈕不在零位時，禁止系統啟動），過壓保護，過流保護，閃絡保護等功能，保證了系統的可靠性。

技術指標：

◆ 諧振電壓波型：正弦波，波形畸變率＜1.0% 
◆ 輸出頻率：30～300Hz
◆ 工 作 制：滿功率輸出下，連續工作時間60min
◆ 品質因素：30～80
◆ 輸入工作電源：單相380/220V±10%，50Hz
◆ 環境溫度：－10℃～+50℃
◆ 相對濕度：<95%RH，無凝露狀況
◆ 適用范圍：

1. 電纜變頻諧振裝置

2. 發電機交流耐壓裝置

3. 變電站電氣設備交流耐壓諧振裝置

4. CVT檢驗用諧振升壓裝置

主要特點

1．體積小、重量輕，適合于現場使用

變頻控制器集調壓、調頻、控制及保護功能為一體，省去了笨重的調壓器，而且操作方便、讀數直觀。由于系統Q值較高（30-120），有效地解決了由于電源容量的不足對現場試驗的制約。當電壓等級較高時，電抗器采用多級或疊積式結構，便于運用輸及現場安裝。

2．安裝可靠性高

采用*的設計思想、高品質的IGBT及驅動回路使輸出波形失真度小，頻率輸出穩定性好，具有良好的IGBT、過電流、過電壓（保護值可根據需要人為整定）以及放電保護功能，可保護設備及人身的安全；當試品放電或擊穿時，由于諧振條件被破壞，短路電流小，只有試品試驗電流的1/Q，避免了因擊穿對試品造成的損壞。

3．試驗的等效性好

采用接近工頻（30HZ-300HZ）的交流電壓作為試驗電源，無論是在等效性和*性上都與50HZ/60Hz的工頻電源非常接近，保證了試驗結果的可靠性和真實性。

工作原理及系統配置

1．工作原理

2．系統配置

2．1變頻控制器

變頻控制器從結構上分為兩大類：20kW及以上為控制臺式，20kW以下為便攜箱式；它是由控制器和濾波器組成。在系統中變頻控制器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉變成為幅值和頻率可調的正弦波，并為整套設備提供電源。

   變頻控制器具有IGBT保護、過流保護、過壓保護、放電保護、進線保護等可靠的保護功能，保證試驗人員和試品的安全。

   IGBT保護：當IGBT電流過大或過熱時，CPU將停止工作，直到系統恢復正常。

   過壓保護：是指當試驗電壓超過人為整定的保護電壓（保護電壓可根據不同試驗電壓需要任意設定）時，控制器自動跳閘，CPU停止工作，并提示系統發生過壓保護。

   過流保護：是當CPU檢測到母線工作電流超過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，并通過液晶屏提示系統發生過流保護。

   放電保護：當試器擊穿、短路或試品放電時，CPU停止工作，并切斷主回路。

進線保護、低通濾波器：不僅可以在穩態下使放電或擊穿電流小，而且使暫態（瞬時）電流的破壞減小，從而保證設備和人身的安全。

測量部分：試驗人員可直接從變頻控制器控制面板上讀取輸入電壓、電流、當前工作頻率、變頻控制器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓信號。

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壓，滿足電抗器、負載在一不定期品質因數下試驗電壓的要求（勵磁變壓器的容量一般與變頻控制器相同）。為了滿足不同電壓等級、不同容量試品的試驗要求，勵磁變壓器高壓繞組一般有多個抽頭。

2．3高壓電抗器

   高壓分壓器是高電壓測試器件，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號。

3．決定系統配置參數的因素

   系統諧振電壓等級和容量取決于試品的電容量C，試驗電壓U試驗頻率f。

對于交聯聚乙烯電纜決定系統配置的主要是：電纜的電壓等級、電纜的截面積、試驗電纜的長度及電纜要求的諧振頻率范圍。