YHXZB-270kVA/55kV 變頻串聯諧振耐壓試驗裝置技術方案
1、串并聯諧振基本原理:
1.1諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯回路,調節變頻電源輸出的電壓頻率,實現串并聯諧振,在被試品上獲得高電壓,是當前高電壓試驗的一種新方法,深受專家好評,在國內外已經得到廣泛的使用。
2、串并聯諧振試驗裝置特點:
2.1串并聯諧振試驗裝置具有輸出容量大,輸出電壓高、可任意組合電抗器針對不同試品的交流耐壓試驗。
2.2串并聯諧振試驗裝置具有體積小、重量輕、特別方便野外試驗。
2.3串并聯諧振試驗裝置具有保護功能好、有過壓保護、過流保護、時間保護、閃絡保護、過熱保護、模塊保護等功能。
2.4串并聯諧振試驗裝置具有操作極具簡單,并具有手動和自動兩檔。
2.5串并聯諧振試驗裝置采用大屏幕、使試驗數據一目了然,并可打印試驗結果。
2.6串并聯諧振試驗裝置具有試品擊穿后無過電壓之虞,對試品的損壞相當小。
2.7串并聯諧振試驗裝置試驗所需電源容量小,僅是工頻變壓器試驗所需電源容量的幾分之一,解決現場電源難找的問題。
3、適用范圍:
1、35kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗,電容量≤0.389uF,試驗頻率30-300Hz,試驗電壓52kV,試驗時間60min。
2、10kV/300mm2電纜5km的交流耐壓試驗,電容量≤1.88uF,試驗頻率30-300Hz,試驗電壓22kV,試驗時間5min。
3、10kV開關、互感器的交流耐壓試驗,試驗頻率30-300Hz,試驗電壓不超過42kV,試驗時間1min。
4、使用環境條件:
4.1 環境溫度:-10℃~40℃
4.2 相對濕度:不大于90%
4.3 海拔高度:2500米以下
5、裝置容量確定:
5.1 300mm2/35KV電纜,長度2km的交流耐壓試驗,電容量0.39uF,試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。
頻率取35Hz
試驗電流 I=2πfCU試=2π×35×0.19×10-6×52×103=2.2A
對應電抗器電感量 L=1/ω2C=108H
5.2 300mm2/10KV電纜,長度5km的交流耐壓試驗,電容量0.37×3得1.11uF,試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
頻率取35Hz
試驗電流 I=2πfCU試=2π×35×1.11×10-6×22×103=5.4A
對應電抗器電感量 L=1/ω2C=18.6H
5.3 10KV及以下開關、互感器等高壓電器的交流耐壓試驗,最大電容量0.05uF,試驗頻率為45-200Hz,最高試驗電壓42kV。
頻率取45Hz
試驗電流 I=2πfCU試=2π×45×0.05×10-6×42×103=0.6A
對應電抗器電感量 L=1/ω2C=250H
※:根據以上各項目試驗電壓、電流、頻率、電感量即設計四節電抗器,使用電抗器四節串聯或并聯即可完成以上各項試驗要求和目的則單節電抗器為22kV/2.5A/40H.
驗證:1、300mm2/35KV電纜,長度2km的交流耐壓試驗,電容量0.39uF,試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。
☆:使用3節電抗器串聯此時電抗器的額定電感量為120H,額定電壓為66KV額定電流為2.5A。
試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√120×0.19×10-6)=33.3Hz
試驗電流 I=2πfCU試=2π×33.3×0.19×10-6×52×103=2.1A
驗證:2、300mm2/10KV電纜,長度5km的交流耐壓試驗,電容量1.11uF,試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
☆:使用4節電抗器并聯此時電抗器的額定電感量為10H,額定電壓為22KV額定電流為10A。
試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√10×1.11×10-6)=47.8Hz
試驗電流 I=2πfCU試=2π×47.8×1.11×10-6×22×103=7.3A
驗證:3、10KV及以下開關、互感器等高壓電器的交流耐壓試驗,最大電容量0.05uF,試驗頻率為45-200Hz,最高試驗電壓42kV。
☆:使用4節電抗器串聯此時電抗器的額定電感量為160H,額定電壓為88KV額定電流為2.5A。
試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√160×0.05×10-6)=56.3Hz
試驗電流 I=2πfCU試=2π×56.3×0.05×10-6×22×103=0.74A
總結:裝置容量定為270kVA/55KV;分四節電抗器,電抗器單節為67.5kVA/30kV/2.5A通過組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。6.試驗時使用關系列表7、主要功能及參數:
7.1 調頻諧振試驗裝置系統參數:
7.1.1.額定容量:270kVA;
7.1.2.輸入電源:單相220或三相380V電壓,頻率為50Hz;
7.1.3.額定電壓:27kV;54kV;
7.1.4.額定電流:10A;5A;
7.1.5.工作頻率:30-300Hz;
7.1.6.裝置輸出波形:正弦波
7.1.7.波形畸變率:輸出電壓波形畸變率≤1%;
7.1.8.工作時間:額定負載下允許連續60min;過壓1.1倍1分鐘;
7.1.9.溫 升:額定負載下連續運行60min后溫升≤65K;
7.1.10.品質因素:裝置自身Q≥30(f=45Hz);
7.1.11.保護功能: 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分);
7.1.12.測量精度:系統有效值1.5級;
7.2 激勵變壓器15kVA/1.5/3kV/0.4kV 1臺
7.2.1.額定容量:15kVA;
7.2.2.輸入電壓:0-400V,單相;
7.2.3.輸出電壓:1.5/3kV;
7.2.4.結 構:干式;
7.2.5.重 量:約85kg;
7.3 變頻電源:15kW/220/380V 1臺
7.3.1.額定輸出容量:15kW
7.3.2.工作電源:220/380±10%V(單/三相),工頻
7.3.3.輸出電壓:0 –400V,單相
7.3.4.額定輸入電流:37.5A
7.3.5.額定輸出電流:37.5A
7.3.6.電壓分辨率:0.01kV
7.3.7.電壓測量精度:1.5%
7.3.8.頻率調節范圍:30 – 300Hz
7.3.9.頻率調節分辨率:≤0.1Hz
7.3.10.頻率穩定度: 0.1%
7.3.11.運行 時 間:額定容量下連續60min
7.3.12.額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K;
7.3.13.噪聲 水 平:≤50dB
7.4 高壓電抗器:67.5kVA/27kV 4節
7.4.1額定容量:67.5kVA;
7.4.2額定電壓:27kV;
7.4.3額定電流:2.5A;
7.4.4電感 量:50H/單節;
7.4.5品質因素:Q≥30 (f=45Hz);
7.4.6結 構:干式;
7.4.7重 量:約65kg;
7.5 電容分壓器:60kV/1500pF 1套
7.5.1額定電壓:60kV;
7.5.2高壓電容量:1500pF
7.5.3介質損耗:tgσ≤0.5%;
7.5.4分壓 比:1000:1
7.5.5測量精度:有效值1.5級;
7.5.6重 量:約8kg;