涂建國
HDZG直流高壓發生器根據中國行業標準ZBF 24003-90《便攜式直流高壓發生器通用技術條件》的要求,新研究、設計、制造的,是新時代的科技產品——便攜式直流高壓發生器,是適用于電力部門、廠礦企業動力部門、科研單位、鐵路、化工、發電廠等對氧化鋅避雷器、磁吹避雷器、電力電纜、發電機、變壓器、開關等設備進行直流高壓試驗,是新世紀理想的換代產品。
HDZG直流高壓發生器采用智能倍壓電路,*應用新的PWM智能脈寬調制技術,閉環調整,采用了電壓大反饋,使電壓穩定度大幅度提高。使用性能的大功率IGBT器件及其驅動技術,并根據電磁兼容性理論,采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發生器實現了高品質、便攜式,并能承受額定電壓放電而不損壞。
二、產品特點
1、HDZG直流高壓發生器兩種結構,一種是一體式一種是分體式,一體式直流高壓發生器采用單節倍壓,通常為200kV內用,高于200kV采用分節式結構,即既可用于高電壓等級,又能用于較低電壓等級,并保持其精度不變。以100/200kV/2mA分兩節為例,單節時可做100kV/4mA使用,可用于35kV及以下系統電氣設備直流高壓試驗,此時可保證測量的準確性避免大馬拉小車;兩節使用時可做200kV/2mA 使用.可用于220kV分節、110kV及以下氧化鋅避雷器直流試驗及交聯電纜的直流耐壓試驗。真正做到一機兩用,大大方便了現場用戶的使用。
2、HDZG直流高壓發生器智能型采用計算機控制技術,控制PWM脈寬調制、測量、保護及顯示,顯示器上顯示輸出直流高壓電壓、電流、過壓整定、計時及保護信息,并帶有接口與計算機進行通訊。
3、HDZG智能型直流高壓發生器智能接地不良保護及報警功能(接地不良不能升壓),測壓回路斷線保護(電壓測量回路斷線儀器不能升壓),急停按鈕,大大提高了操作人員在作業過程中安全性。
4、采用30—50kHz智能倍壓電路,*應用新PUM脈寬調制技術和大功率IGBT器件,并根據電磁兼容性理論,采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施使直流高壓發生器實現了高品質,能承受額定電壓放電而不損壞機器
5、HDZG常規型直流高壓發生器都采用電壓大反饋,使電壓穩定度大大提高,為氧化鋅避雷器試驗專門設計了0.75UDC—1mA的觸發按紐,還將頻率提高到30-50KHz,使控制箱和倍壓筒體體積和重量有了較大的減小,更便于現場使用。
6、倍壓筒體用技術研制;中頻變壓器經有關專家特殊設計,體積小、容量大。倍壓筒體底座內藏△—Y撐腳,即使用時展成Y形,支撐穩定方便,裝箱時縮成△形,藏在底座內。
7、HDZG智能型直流高壓發生器具有多種保護功能,如:具有過壓、過流、零位、接地、不接地保護,保護信息在控制部分有中文提示及聲音報警,具有計時功能。屏幕顯示:輸出電壓、輸出電流、倍壓級數、過壓保護值、工作狀態、計時信息、保護提示等。故障取樣采用的傳感器,動作時間為納秒級,光隔離元件也為納秒級,動作時間一般在10微秒可*關斷直流主回路。推動信號快速關斷保護在輸出端采用傳感器取樣,反應時間為納秒級,通過納秒級的光隔離元件和納秒級的模擬開關,全過程在2微秒內將功放電路的推動信號切斷,保證在輸出短路的情況下,不損壞功率器件。
三.技術參數:
2.1HDZG直流高壓發生器一體機
規格 技術參數 | 40/3 | 60/2 | 60/3 | 60/5 | 80/2 | 100/2 | 120/2 | 120/5 |
額定電壓(kV) | 40 | 60 | 60 | 60 | 80 | 100 | 120 | 120 |
額定電流(mA) | 3 | 2 | 3 | 5 | 2 | 2 | 2 | 5 |
額定功率(W) | 120 | 120 | 180 | 300 | 160 | 200 | 240 | 600 |
機箱重量(kg) | 7 | 2 | 2 | 4.5 | 2 | 3 | 3 | 4.5 |
倍壓重量(kg) | 一體 | 2.5 | 3 | 3.8 | 2.5 | 4 | 4 | 4.5 |
倍壓高度(mm) | 一體 | 400 | 400 | 500 | 400 | 500 | 500 | 500 |
電壓測量精度 | 數顯表±(1.0%讀數±2個字) | |||||||
電流測量精度 | 數顯表±(1.0%讀數±2個字) | |||||||
波紋系數 | ≤1% | |||||||
電壓穩定度 | 隨機波動,電源電壓變化±10%時≤1% | |||||||
過載能力 | 空載電壓可超出額定電壓10%使用十分鐘 充電電流為1.5倍額定電流 | |||||||
電源 | 單相交流50Hz 220V±10% | |||||||
工作方式 | 間斷使用 | |||||||
一次連續時間為30分鐘 | ||||||||
工作環境 | 溫度:-10~40℃ | |||||||
相對濕度:室溫為25℃時不大于85%(無凝露) | ||||||||
海拔高度:1500米以下 | ||||||||
帶 電 容 負荷能力 | 被試品電容量無限制 | |||||||
可用1.5倍的額定電流充電 | ||||||||
結構特點 | 環氧玻璃鋼電氣絕緣倍壓筒 | |||||||
空氣絕緣、無泄漏之慮 | ||||||||
操作箱特點 | 高精度0.75UDC1mA單觸按鈕(精度≤1.0%)適合氧化鋅避雷器試驗 | |||||||
過壓保護采用撥置,一目了然 | ||||||||
機箱倍壓放置一個鋁合金箱,整機一手可提 |
分體機型
規格 技術參數 | 200/2 | 200/5 | 250/3 | 300/2 | 300/5 | 400/3 | 400/5 | 其它等級 |
額定電壓(kV) | 200 | 200 | 250 | 300 | 300 | 400 | 400 | 500~1000kV等合同定 做 |
額定電流(mA) | 2 | 5 | 3 | 2 | 5 | 3 | 5 | |
額定功率(W) | 400 | 1000 | 750 | 600 | 1500 | 1200 | 2000 | |
機箱重量(kg) | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.8 | |
倍壓重量(kg) | 7.9 | 8.3 | 9 | 11 | 11.5 | 38 | 45 | |
倍壓高度(mm) | 965 | 965 | 1030 | 1250 | 1250 | 1900 | 1900 | |
電壓測量精度 | 數顯表±(1.0%讀數±2個字) | |||||||
電流測量精度 | 數顯表±(1.0%讀數±2個字) | |||||||
波紋系數 | ≤1% | |||||||
電壓穩定度 | 隨機波動,電源電壓變化±10%時≤1% | |||||||
過載能力 | 空載電壓可超出額定電壓10%使用十分鐘 充電電流為1.5倍額定電流 | |||||||
電源 | 單相交流50Hz 220V±10% | |||||||
工作方式 | 間斷使用 | |||||||
一次連續時間為30分鐘 | ||||||||
工作環境 | 溫度:-10~40℃ | |||||||
相對濕度:室溫為25℃時不大于85%(無凝露) | ||||||||
海拔高度:1500米以下 | ||||||||
帶 電 容 負荷能力 | 被試品電容量無限制 | |||||||
可用1.5倍的額定電流充電 | ||||||||
結構特點 | 環氧玻璃鋼電氣絕緣倍壓筒 | |||||||
空氣絕緣、無泄漏之慮 | ||||||||
操作箱特點 | 高精度0.75UDC1mA單觸按鈕(精度≤1.0%)適合氧化鋅避雷器試驗 | |||||||
過壓保護采用撥置,一目了然 | ||||||||
控制箱小,方便現場 |
注:因產品不斷更新,以實際產品為準,本公司保留解釋權。
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當試驗回路中ω0L=1ω0C(C包括CX、C1、C2) 時,試驗回路產生并聯諧振,此時試品電壓等于電抗器電壓也等于升壓變壓器高壓側電壓。由于電抗器的補償作用,變壓器理論上僅提供回路阻性電流,可以大大降低對試驗變壓器的容量要求。因此該試驗回路適用于試品電容量大,而電壓較低的情況。低電壓的電抗器一般容易制作,試驗時可采用幾個低電壓電抗器并聯的方法或利用可調電抗器改變電感的方法來滿足并聯諧振要求。如果有一套調頻電源裝置的話,也可采用改變試驗電源頻率的方法,使回路滿足試驗要求。
2·3串-并聯法
當試驗電壓較高、被試品電容量較大時,采用上述兩種方法都難以滿足試驗要求,主要是試驗設備難以滿足要求:一是合適的高電壓大容量的電抗器一般單位都不具備;二是不同長度的電纜電容量不相同,需要的電抗器也不一樣,即使是可調電抗器也往往由于可調范圍有限而難以滿足試驗要求。因此僅靠配備合適的電抗器來滿足試驗要求就比較困難,所以國內外進行長電纜交流耐壓試驗一般均采用串、并聯調頻諧振方式。
HDT變頻串聯諧振串-并聯諧振的等效電路
如圖3所示,在試驗回路中串入電抗器產生串聯諧振來提高被試品試驗電壓,在被試品兩端并聯電抗器使被試品電容電流大部份由電抗器來補償,從而使通過串聯電路中電抗器的電流大為減少,從而降低試驗對電抗器、試驗變壓器的要求。采用調頻電源裝置來改變試驗頻率使ω0L =1ω0C,使試驗回路產生諧振。這樣試驗設備就比較容易滿足試驗要求。
舉例來說,如一條110kV交聯電纜長為2km,其每km的電容量為0.12μF,每一相電纜總電容量大約為0.27uF,采用的補償電抗器為4個并聯,每個電抗器的電感量為200H左右,串聯電抗器電感也為200H左右, 在電抗器1串4并的串并聯諧振接線情況下,通過變頻電源盡量使試驗頻率接近于50Hz,計算的試驗頻率大約為48-45Hz,計算被試品電力電纜的電容電流大約為9.04A, 4個電抗器補償電感電流為7.23A,每個補償電抗器通過的電流不到2A,而串聯回路中的電抗器電流僅為1.81A,這樣每個電抗器只需要耐壓150kV電流大于2A;升壓變壓器的變比為K=18 000V/400V=45,輸出電壓為18kV,電流也只需要2A就能滿足試驗要求。
被測相 | 諧振頻率 | 試品電流 | 試驗回路Q值(Uc/U) |
A | 51.9 | 1.25 | 9.5 |
B | 51.6 | 1.25 | 10.0 |
C | 51.8 | 1.25 | 9.5 |
電抗器5節,1串4并 |
注:在電纜芯導體和金屬屏蔽層間施加試驗電壓110kV,持續5min,試驗結果全部通過。
1)從試驗中可以看出,“串-并聯諧振法”實質上仍然是串聯諧振。這次試驗主要還是利用L- C諧振原理·與傳統的串聯諧振不同之處在于,電抗器L不是簡單的與被試品電力電纜電容Cx構成串聯諧振,而是與電抗器L1-L4和被試電纜電容Cx的并聯回路產生串聯諧振,諧振電壓為Uc。并聯電抗器L1-L4主要起補償作用。
2)由于有了L1-L4的補綿陽市直流高壓發生器訂做作用使得流過勵磁變壓器高壓側綿陽市直流高壓發生器訂做及串聯電抗器L上的電流I減小電抗器L的體積和重量將大大減輕以及勵磁變壓器容量也將大大減少相對提高了調頻諧振裝置的帶負載能力。使得原本很難進行的試驗項目,相對變得容易。