135kVA/108kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術方案
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< >## ZTXZ-135kVA/108kV/27kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術方案### 一、系統執行標準??GB50150-2016??《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》 ????????????????????????????????????????????????????DL/T849.6-2004 ??《電力設備專用測試儀器通用技術條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》 ????????????????????????????????????????????????????JB/T9641-1999??《試驗變壓器》 ????????????????????????????????????????????????????GB10229 ??《電抗器》 ????????????????????????????????????????????????????GB/T.311-1997??《高壓輸變電設備的絕緣與配合》 ????????????????????????????????????????????????????DL/T846-2004 ??《高電壓測試設備通用技術條件》 ????????????????????????????????????????????????????GB4793-1984??《電子測量儀器安全要求》 ????????????????????????????????????????????????????GB2900 ??《電工名詞術語》 ????????????????????????????????????????????????????GB4208??《外殼防護等級》 ????????????????????????????????????????????????????GB191??《包裝貯運標志》 ????????????????????????????????????????????????????GB/T16927-1997??《高電壓試驗技術》 ??????????????????????????????????????????????????### 二、工作環境??1.環境溫度：－150C –40 0C; ????????????????????????????????????????????????????2.相對濕度：≤90%RH; ????????????????????????????????????????????????????3.海拔高度: ≤3500米； ??????????????????????????????????????????????????### 三、裝置主要適用范圍??1、滿足300mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度3km，電容≤1.11uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。 ????????????????????????????????????????????????????2、滿足300mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗，長度1km，電容≤0.19uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。 ????????????????????????????????????????????????????3、滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤68kV。 ????????????????????????????????????????????????????4、滿足10kV變電站系統交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤42kV。 ????????????????????????????????????????????????????5、滿足35kV變電站系統交流耐壓試驗，試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤100kV。 ??????????????????????????????????????????????????四、系統技術規范及性能##### ?4.1 系統技術參數????4.1.1 額定輸出電壓： 0～108kV ????????????????????????????????????????????????????4.1.2 諧振電壓波型： 正弦波，波形畸變率＜1.0% ????????????????????????????????????????????????????4.1.3 被試品電流； 1.25A ????????????????????????????????????????????????????4.1.4 試驗容量： 135kVA ????????????????????????????????????????????????????4.1.5 輸出頻率： 30～300Hz ????????????????????????????????????????????????????4.1.6 工作時間： 滿功率輸出下，連續工作時間60min ????????????????????????????????????????????????????4.1.7 品質因素： 30～90 ????????????????????????????????????????????????????4.1.8 輸入工作電源： 單相220V或三相380V±5%，50Hz ????????????????????????????????????????????????????4.1.9 環境溫度： －15℃～+40℃ ????????????????????????????????????????????????????4.1.10 相對濕度： ＜90RH%，無凝露狀況 ????????????????????????????????????????????????????4.1.11 海拔高度： ＜3500m ????????????????????????????????????????????????????4.1.12 噪聲： ≤50dB ??????????????????????????????????????????????????##### 4.2 系統的性能特點??4.2.1 充分利用我公司在電子測量技術和電磁兼容方面的優勢，自主開發設計和生產該套設備所有組成部分包括：變頻電源、激勵變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。 ????????????????????????????????????????????????????4.2.2 具備手動/自動模式、大屏幕顯示、試驗參數設置，并具有自動計時及操作提示功能。 ????????????????????????????????????????????????????4.2.3 具備多項保護功能，如：過壓、過流保護、放電保護、失諧保護等。 ??????????????????????????????????????????????????### 五、裝置容量確定??1、滿足300mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗，長度3km，電容≤1.11uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤22kV。頻率取30Hz ??????????????????????????????????????????????????????試驗電流 I=2πFYU試 =2π×30×1.11×10-6×22×103=4.6A ??????????????????????????????????????????????????????對應電抗器電感量 L=1/ω2C=25H ????????????????????????????????????????????????????設計四節電抗器，將四節電抗器并聯使用,則單節電抗器的參數為33.75kVA/27kV/1.25A/100H，裝置總容量為135kVA。 ????????????????????????????????????????????????????驗證：1.滿足100MVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗，電容≤0.02uF,試驗頻率45~65Hz,試驗電壓U≤68kV。 ??????????????????????????????????????????????????????使用電抗器四節串聯，此時電感量為L=100*4=400H, ??????????????????????????????????????????????????????試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√400×0.02×10-6)=56.3Hz。 ??????????????????????????????????????????????????????試驗電流I=2πFYU試 =2π×56.3×0.02×10-6×68×103=0.48A。 ????????????????????????????????????????????????????2.滿足300mm2，35kV 電纜交流耐壓試驗，長度1km，電容≤0.19uF,試驗頻率30~300Hz,試驗電壓U≤52kV。 ????????????????????????????????????????????????????使用電抗器二節串聯二組并聯，此時電感量為L=100*2/2=100H, ??????????????????????????????????????????????????????試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√100×0.19×10-6)=36.5Hz。 ????????????????????????????????????????????????????????試驗電流I=2πFYU試 =2π×36.5×0.19×10-6×52×103=2.3A。 ????????????????????????????????????????????????????結論：裝置容量定為135kVA/108kV/27kV，分四節電抗器，電抗器單節為33.75kVA/27kV/1.25A/100H，使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗要求。 ??????????????????????????????????????????????????六、試驗時使用關系表 ??????????????????????????????????????????????????設備組合 ??????????????????????????????????????????????????試品電抗器33.75kVA/27kV 四節激勵變壓器輸出端選擇??滿足10kV/300mm2電纜, (試驗電壓22kV,試驗時間5min) ????????????????????????????????????????????????????????長度750m以下使用電抗器一節1.5kV ????????????????????????????????????????????????????????長度750~1500m使用電抗器二節并聯1.5kV ????????????????????????????????????????????????????????長度1500~2250m使用電抗器三節并聯1.5kV ????????????????????????????????????????????????????????長度2250~3000m使用電抗器四節并聯1.5kV ????????????????????????????????????????????????????滿足35kV/300mm2電纜, (試驗電壓52kV,試驗時間60min) ?????????????????????????????????????????????????? ??????長度500m以下使用電抗器二節串聯3kV ????????????????????????????????????????????????????????長度500~1000m使用電抗器二節串聯二組并聯3kV ????????????????????????????????????????????????????????滿足100MVA/35kV以下變壓器, (試驗電壓68kV,試驗時間1min)使用電抗器四節串聯3kV ????????????????????????????????????????????????????????滿足35kV變電站系統, (試驗電壓100kV,試驗時間1min)使用電抗器四節串聯6kV ????????????????????????????????????????????????????????滿足10kV變電站系統, (試驗電壓28kV,試驗時間1min)使用電抗器四節串聯3kV ??????????????????????????????????????????????????七、主要部件的技術規范及性能 ????????????????????????????????????????????????????7.1 變頻電源控制箱 ZTXZ-7.5kVA/220V/380V 1臺 ??????????????????????????????????????????????????????7.1.1 技術參數 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.1.1 輸入工作電源：單相220V或相380V±5%，50Hz。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.1.2 輸出電壓和電流：0～400V，電流18A。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.1.3 輸出頻率：30～300Hz，頻率調節細度0.1Hz，不穩定度＜0.05%。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.1.4 額定輸出容量：7.5kVA ????????????????????????????????????????????????????????7.1.1.5 外形尺寸和重量：360×230×320mm；18kg ????????????????????????????????????????????????????7.1.2 性能特點 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.1 參數設置：可對試驗電壓、耐壓時間、試驗模式、試驗電流、等參數進行設置或選擇。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.2 試驗模式：手動試驗模式、自動試驗模式 ??????????????????????????????????????????????????????????a、手動試驗模式：具備升壓、調諧（含手動、自動）、降壓（手控自動）功能等。 ??????????????????????????????????????????????????????????b、自動試驗模式：進入試驗狀態后，自動進行調諧、升壓、計時、降壓、切斷主回路并轉到試驗結果界面。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.3 保護功能及其信息提示：具備高壓過壓、低壓過流保護，以及失諧保護、零位、放電保護等多重保護功能。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.4 數據存儲功能：試驗結果保存、回查等。 ??????????????????????????????????????????????????????????a、試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存200次試驗記錄。 ??????????????????????????????????????????????????????????b、數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.5自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1%。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.6 調頻范圍設定：調頻范圍可設為20～300Hz。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.7 過壓保護功能：軟件過壓保護值，豐富的高壓過壓保護功能，更具安全性，有效保護人身、設備及試品的安全。 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.8過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套裝置的輸出電流達到保護整定值時，自動切除整套裝置 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.9擊穿保護：具有放電或閃絡保護功能，當高壓側發生對地閃絡時，自動切除整套裝置。不會對試驗設備和人身造成傷害，變頻電源內電子元件不會擊穿 ????????????????????????????????????????????????????????7.1.2.10斷電保護：試驗電源斷電后，裝置能快速保護 ????????????????????????????????????????????????????7.2 激勵變壓器 JLB-7.5kVA/1.5kV/3kV/6kV/0.2kV/0.4kV 1臺 ??????????????????????????????????????????????????????配置特點：將高電壓、小電流、短時間與低電壓、大電流、長時間的試品試驗分開處理，配置不同抽頭勵磁變，以保證勵磁變壓器的利用率及重量最輕。10kV以下電纜試驗時，使用1.5kV輸出端;35kV電纜,10kV變電站電氣設備試驗時,使用3kV輸出端; 35kV變電站電氣設備試驗時,使用5kV輸出端。 ??????????????????????????????????????????????????????7.2.1 技術參數 ????????????????????????????????????????????????????????7.2.1.1 額定容量： 7.5kVA ????????????????????????????????????????????????????????7.2.1.2 輸入電壓： 0～400V ????????????????????????????????????????????????????????7.2.1.3 輸出電壓： 1.5kV;3kV;6kV ????????????????????????????????????????????????????????7.2.1.4 工作頻率范圍： 30～300Hz ????????????????????????????????????????????????????????7.2.1.5 工作時間： 60min ????????????????????????????????????????????????????????7.2.1.6 外形尺寸和重量：360×280×360mm；50kg ????????????????????????????????????????????????????????7.2.1.7 適用范圍： 電氣主設備試驗及電纜試驗 ??????????????????????????????????????????????????????7.2.2 性能特點 ????????????????????????????????????????????????????????7.2.2.1 激勵變為干式結構，無漏油之慮。 ????????????????????????????????????????????????????????7.2.2.2 高、低壓繞組及鐵芯間均設靜電屏蔽層，既是勵磁變壓器，又是隔離變壓器。 ????????????????????????????????????????????????????????7.2.2.3 內置過壓保護，防止擊穿反擊。 ??????????????????????????????????????????????????????7.3 高壓諧振電抗器 DK-33.75kVA/27kV 4臺 ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1 技術參數 ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1.1 額定工作電壓：27kV（有效值） ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1.2 額定工作電流：1.25A（有效值） ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1.3 額定容量： 33.75kVA ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1.4 額定電感量： 100H ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1.5工作頻率： 30～300Hz ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1.6 工作時間： 60min ????????????????????????????????????????????????????????7.3.1.7 外形尺寸和重量： φ300×350mm；40kg/臺 ????????????????????????????????????????????????????????7.3.2 性能特點 ????????????????????????????????????????????????????????7.3.2.1 高壓諧振電抗器采用真空環氧整體澆注，外有憎水層，防潮性能好，絕緣耐熱等級F級，滿足干式電抗器國家規范要求。 ????????????????????????????????????????????????????????7.3.2.2 電抗器為便攜式，體積小，重量輕。 ????????????????????????????????????????????????????????7.3.2.3 電抗器配有防渦流絕緣底座，串聯時分組重疊，以降低總體高度減輕勞動強度，增強安全穩定性。 ??????????????????????????????????????????????????????7.4 電容分壓器 FY-110kV/2000pF 1臺 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.1 技術參數 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.1.1 工作方式： 純電容式 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.1.2 額定電壓： 110kV有效值 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.1.3 額定電容量： 2000pF ????????????????????????????????????????????????????????7.4.1.4 工作頻率： 30～300Hz ????????????????????????????????????????????????????????7.4.1.5 測量誤差： ＜1.5% ????????????????????????????????????????????????????????7.4.1.6 外形尺寸和重量： φ120×1000mm；8kg ????????????????????????????????????????????????????????7.4.2 性能特點 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.2.1 額定電壓下可連續運行1小時。 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.2.2 在30～300Hz范圍內，其精度和穩定度保持要求不變。 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.2.3 在20℃、0.4～0.5UN下介損值：≤0.15 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.2.4 分壓比誤差：有效值時≤1.5%， ????????????????????????????????????????????????????????7.4.2.5 高、低壓臂的電容采用一致的介質結構，溫度系數小，角位移小，在30~300H內分壓比不變。 ????????????????????????????????????????????????????????7.4.2.6 電壓測量通過專用測試引線引至變頻電源進行測量。 ??????????????????????????????????????????????????????7.5 補償電抗器 BC-70kV/10000pF 1臺 ????????????????????????????????????????????????????????7.5.1 技術參數 ????????????????????????????????????????????????????????7.5.1.1 工作方式： 純電容式 ????????????????????????????????????????????????????????7.5.1.2 額定電壓： 70kV有效值 ????????????????????????????????????????????????????????7.5.1.3 額定電容量： 10000pF ????????????????????????????????????????????????????????7.5.1.4 工作頻率： 30～300Hz ????????????????????????????????????????????????????????7.5.1.5 外形尺寸和重量： φ150×1100mm；10kg ????????????????????????????????????????????????????????7.5.2 性能特點和作用 ????????????????????????????????????????????????????????7.5.2.1 額定電壓下可連續運行1小時。 ????????????????????????????????????????????????????????7.5.2.2 在30～300Hz范圍內，穩定度保持不變。 ????????????????????????????????????????????????????????7.5.2.3 補償電容用在短電纜（小于10米）以及變壓器耐壓情況下進行電容補償，可以方便找到諧振點和降低諧振頻率。 ??????????????????????????????????????????????????八、系統的基本配置 ????????????????????????????????????????????????????(一)主要部件一覽表 | 序號 | 設備名稱 | 規 格 | 單位 |數量 | 備 注 || ------------ | ------------ | ------------ | ------------ | ------------ | ------------ || 1 | 變頻電源控制箱 | ZTXZ-7.5kVA/220V/380V | 臺 | 1 | 7.5kVA，30～300Hz || 2 | 激勵變壓器 |JLB-7.5kVA/1.5kV/3kV/6kV/0.2kV/0.4kV | 臺 | 1 | 7.5kVA，30～300Hz，60min,輸出電壓:1.5kV;3kV;6kV || 3 | 高壓諧振電抗器 | DK-33.75kVA/27kV | 臺 | 4 | 27kV，1.25A，100H，60min || 4 | 電容分壓器 | FY-110kV/2000pF |臺 | 1 | 110kV，2000pF，精度1.5級，純交流 || 5 | 補償電容器 | BC-70kV/10000pF |臺 | 1 | 70kV，10000pF |
