涂建國
一.產品概述
HDTF變頻串聯諧振試驗成套裝置是武漢華頂電力設備有限公司開發的一款為10kV電壓等級電力設備進行高壓預防試驗的一款經典配置,這套設備可以完成10kV的變電站所有設備的交流耐壓試驗。并且方便攜帶,只有兩節電抗器,一個手提式操作箱,一臺變壓器,一臺分壓器,可對電纜、高壓開關、避雷器、母線、絕緣子、互感器、電力變壓器等做預防性試驗,如現實中電纜長度達到20米以上,工頻耐壓無法升壓使電纜做預防性耐壓試驗,所以需要經過諧振,計算出在一定長度的電纜或大型變壓器的諧振頻率是多少,在交流情況下,使隔離變輸入諧振頻率的電壓,從而使電抗器升壓到所要達到的高壓電壓值, HDTF變頻串聯諧振試驗成套裝置采用了優質的配件的制造工藝。能適應不同的環境、氣候條件和海拔高度。是10kV變電站*的一套高壓試驗設備。也是使用廣泛的產品。
二.常規預防性試驗中被試品對象
1. 300mm2電纜長可達1km(10kV變配電站中或是風電站中長距離),電容量≤0.37μF,試驗諧振頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
2. 10kV開關,絕緣子及母線交流耐壓試驗,試驗諧振頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過42kV。
3. 10KV變壓器交流耐壓試驗,試驗諧振頻率為30-300Hz,試驗電壓28KV。
4. 4000kW/9kV電機耐壓試驗,試驗諧振頻率45-65Hz,試驗電壓15kV。
三.工作環境(電抗器下方禁有地網或是鐵板鐵網類金屬物品,不然容易燒壞電抗器)
1.環境溫度:-200C~+50 0C;
2.相對濕度:≤90%RH;
3.海拔高度: ≤3000米;
四.功能特點
1.本公司生產此裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧、高壓閃絡故障等保護功能,過壓過流保護值可以根據用戶需要整定,試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃落電壓值,以供試驗分析。
2.HDTF變頻串聯諧振試驗成套裝置裝置中單件重量很輕,不超過50kg,便于拖到現場使用。
3.裝置具有兩種工作模式,方便用戶根據現場情況靈活選擇,提高試驗速度。兩種工作模式操作性靈活,可根據現場情況設置成全自動模式、手動模式、自動調諧或手動調頻,手動升壓模式或自動升壓模式。
4.能存儲及時打印和異地打印數據,打印出的結果可顯示出耐壓及時間值,可在預防性試驗冊中直接粘貼測試打印結果,存入的數據編號也是數字及日期時間段,方便的幫助用戶識別和查找。
5.裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定,當裝置已大致找到諧振頻率時,設備會自動進行微調節,同時彩色液晶大屏幕顯示掃描諧振、升壓、記時曲線方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6.采用了DSP平臺技術,可以方便的根據用戶需要增減功能和升級,也使得人機交換界面更為人性化。
五.系統配置
技術指標
1.額定電壓:44kV--滿足10kV開關,絕緣子及母線交流耐壓試驗;
2.輸出電壓波形畸變率:<1.0%
3.允許連續工作時間:額定條件下一次性工作30分鐘,在對電纜耐壓時,滿足連續工作60分鐘
4.裝置自身品質因數:Q>50
5.電纜試驗時滿負荷下品質因數:Q>30(與負載相關)
6.輸入電源:單相380V/220V
7.頻率調節范圍:30Hz~300Hz
8.系統測量精度:1.5%
9.裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能
2、系統配置
(1)電源控制箱 1臺
額定功率:4kW;
輸入電壓:單相 380V/220V±15% 50Hz
輸出電壓:0~400V可調
輸出電壓頻率:30~300Hz, 0.1Hz步進可調,頻率不穩定度≤0.02%
輸出電流:0~10A
(2)電抗器2臺
額定工作電壓:22kV
額定工作電流:1A
額定電感量:112H
連續工作時間:60分鐘
溫 升:小于60度
工作頻率:30~300Hz
(3)勵磁變壓器 1臺
額定容量:4kVA
輸入電壓:400V/200V
輸出電壓:1.5kV/3kV/5kV
輸出電流:2.6A/1.3A/0.8A
(4)電容分壓器
電容量:2000pF
額定電壓:50kV
工作頻率:30~300HZ
(5)諧振電容器
電容量:1500pF
額定電壓:44kV
工作頻率:30~300HZ
(6)測試線及附件 1套(測試線高壓線,測試電源連接線,鱷魚夾)
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流互感器也分為測量用與保護用兩類,基本結構和PT相似,一次線圈、二次線圈分別繞在鐵心上,兩個線圈之間及線圈與鐵心之間有絕緣隔離。根據電力系統要求切除短路故障和繼電保護動作時間的快慢,保護用電流互感器分為穩態保護用與暫態保護用兩種,前者用于電壓比較低的電網中,稱為一般保護用電流互感器;后者則用于高壓超高壓線路上。
PT和CT因為帶有電感線圈和鐵磁材料,故頻帶不寬,線性范圍窄。系統發生短路故障時,短路電流將使CT的鐵心飽和,二次側信號波形發生畸變。PT二次側直接與電壓表連接,相當于運行在變壓器的空載狀態,短路會引起很大的短路電流,使用中不允許短路;CT二次側直接與負載和電流表連接,相當于運行在變壓器的短路狀態,二次側開路會引起很高電壓,使用中不允許開路。
電磁式互感器都有一定的額定容量,從電力網中消耗功率,成為系統的負載,存在負荷分擔問題。而PT存在的為嚴重的問題是可能出現鐵磁諧振:PT的鐵心電感和系統的電容元件由于感抗與容抗的交換,組成許多復雜的振蕩回路,如果滿足一定的條件,就可能激發起持續時間較長的鐵磁諧振,這種諧振現象,某些元件的電壓過高危及設備的絕緣,同時可能在非線性電感元件中產生很大的過電流,使電感線圈引起溫度升高,擊穿絕緣,以致燒損。我國3~220kV電網,不論中性點接地方式如何,都曾發生過由于電壓互感器鐵芯飽和引起的鐵磁諧振過電壓。
電阻式電壓互感器設計有10kV和35kV兩個電壓等級,它們的主要技術參數有:
1、額定電壓:10/3 kV;35/3 kV
2、設備高電壓:12 kV;40.5 kV
3、額定頻率:50Hz
4、準確度等級:計量0.2級保護3P
5、額定二次輸出電壓:6.5/3 V
試驗依據:
1、標準IEC 60044-7《電子式電壓互感器》
2、國家標準GB 1207-1997《電壓互感器》
GB 311。1-1997《高壓輸變電設備的絕緣配合》
對電阻式電壓互感器的試驗共分2個階段:
1、實驗室階段。這一階段主要是進行傳感器部分的線性度、角差和穩定性試驗。
通過試驗,考核所設計的傳感器能否可能達到測量0.2級,保護3P的準確度。
2、委托試驗階段。這一階段的試驗在武漢高壓研究所進行。測試內容包括誤差試
驗、絕緣性能等,以確定達到測量0.2級,保護3P的準確度。
下面先對在實驗室所做試驗作介紹,再介紹型式試驗情況,然后后對互感器的性能以及存在的問題進行總結和分析。
PT為標準電壓互感器,準確度0。05%。EVT為被校驗的電阻式電壓互感器(包含信號處理電路)。標準電壓互感器測量線圈的輸出送入6位半數字萬用表V1,被校驗電壓互感器的輸出送入數字萬用表V2,兩個數字萬用表型號相同,準確度為0.05%,同時讀取兩個電壓值U1和U2,此處定義分壓比為:
其中K1是標準電壓互感器的變比,K1=350。
定義分壓比的相對誤差為:
其中K0為實際施加接近于額定電壓時的分壓比。
對電壓互感器進行的線性度實驗,間隔一段時間先后兩次測量2%UN~120%UN范圍內的分壓比。兩次測量的電壓百分比-分壓比相對誤差曲線如下,其中電壓百分比是實際施加電壓與額定電壓的比值。
該互感器不能與傳統電壓互感器校驗裝置接口。在武漢高壓研究所進行的角差、比差測試時,采用該所研制的GHJ-H型光電式互感器校驗儀。
試驗變壓器產生試驗電壓,這個高電壓經過準確度為0.05%的標準電壓互感器PT和準確度為十萬分之一的精密感應分壓器GDZ-I后,產生標準電壓信號UN,被校驗的電子式電壓互感器EVT的輸出信號經過后續電子線路信號處理模塊的放大、相位補償之后,得到電壓信號UX,兩個信號同時送入校驗儀,校驗儀顯示兩者的比差、角差以及試驗電壓與于額定電壓的百分比。
根據IEC 60044-7《電子式電壓互感器》的要求,對于0.2級的電子式電壓互感器,要求如下:
根據IEC標準的定義:
長春市變頻串聯諧振試驗成套裝置廠家供應長春市變頻串聯諧振試驗成套裝置廠家供應電壓誤差%=
相位差
式中:K n為額定電壓比,U p為實際一次電壓,Us為測量條件下施加Up時的實際二次電壓。
測試結果說明,所研制的電壓互感器樣機達到測量0.2級、保護3P的準確度要求,并具有良好的穩定性。一次部分絕緣性能試驗后,10kV樣機復核了準確度,滿足標準要求。