一、YD2000係類變頻串(chuàn)聯諧振耐(nài)壓試驗成套裝置應用範(fàn)圍
YD2000係(xì)類變頻串聯(lián)諧(xié)振耐(nài)壓(yā)試驗成套裝置是運用串聯諧振的原理,利用勵磁變壓器激發串聯諧振回路,通過調節變(biàn)頻控製器的輸出頻率,使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發生串聯諧振,諧振電壓即為試品上所加電壓。變(biàn)頻諧振試驗裝置廣泛用於電力、冶金(jīn)、石油、化工等行業,適用於大容量(liàng)、高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。
適用於10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交聯聚乙(yǐ)烯電(diàn)力電纜交流耐壓試驗
適用於66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流(liú)耐壓試驗
適用於大型發電機組、電力變壓器工頻耐壓
適用於電力變壓器的感應耐壓試驗
二、YD2000係類變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗成套裝置主要性能指標及特點
2.1主要技術指標
(1)工作溫度範圍:-10~45℃
(2)工作濕度範圍:≤90%
(3)海拔:≤1000m
(4)供電電源電壓:380V±10%、三(sān)相或220V±10%、單相(10KW及以下)
50/60Hz
(5)供電電源容量:0-100KW
(6)額定(dìng)輸出電壓:0-500KV
(7)額定輸出容量:0-200KVA
(8)工(gōng)作頻率範圍:30-300Hz(亦可根據(jù)用戶要求放寬頻率範圍)
(9)頻率(lǜ)調節分辨(biàn)率(lǜ):0.02Hz; 不穩定度≤0.05%
(10)噪音:≤60dB
(11)係統測量精度(dù):1級
(12)輸(shū)出波形:正弦波,波形畸變(biàn)率≤1%
(13)電抗器Q值:30-120
(14)係統具有(yǒu)IGBT、過電(diàn)壓、過電流(liú)、試品閃絡等(děng)全自動保(bǎo)護
2.2主要特點
2.2.1體積小、重量輕,適合於現場使用
變頻控製器集調壓、調頻、控製及保護功能為(wéi)一體,省去了(le)笨(bèn)重的調壓器,而且操作方(fāng)便、讀數直觀。由於係統Q值較高(30-120),有效地解決了由(yóu)於電源(yuán)容量的不足對現場試驗的製約。當電壓等(děng)級較高時,電抗器采用多級或疊積式結構(gòu),便於運用輸及現場安裝。
2.2.2安裝可靠性高
YD2000係類變(biàn)頻串聯諧振耐壓試驗成套裝置采用先進的設計(jì)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(yào)人(rén)為(wéi)整定)以(yǐ)及放電保護功能,可保護設備(bèi)及人身的**;當試品放電或擊穿時,由於諧振條件被(bèi)破壞(huài),短(duǎn)路電流小,隻有試品試驗電流的1/Q,避免了因擊穿對試品造成的損壞。
2.2.3試驗的等效性好
采用接近工頻(30HZ-300HZ)的交流電壓作(zuò)為試驗電源,無論是在等效性和一致性上都(dōu)與50HZ/60Hz的工頻電(diàn)源非常接近,保證了試驗結果的可靠性和真實性。
三、YD2000係類變頻串聯諧振耐(nài)壓試驗成(chéng)套裝置工(gōng)作(zuò)原理及(jí)係統配置
3.1工作原理
3.2係統(tǒng)配置
3.2.1變頻控製器
變頻控製器從結構(gòu)上分為兩大類:20kW及以上為控製台式,20kW以下(xià)為便攜箱(xiāng)式(shì);它(tā)是由控製器(qì)和濾波器組成。在係統中變頻控製器的(de)主要作用是把幅值和頻率(lǜ)固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉變成為(wéi)幅值和頻(pín)率可(kě)調的正弦波,並為整套設備提供電源。
變頻(pín)控製器(qì)具有IGBT保護、過流保護、過壓(yā)保護、放電保護、進線保護等可靠的保(bǎo)護功能(néng),保證試驗人員和試品的**。
IGBT保護:當IGBT電流過大(dà)或過熱時,CPU將(jiāng)停止工作(zuò),直到係統恢複正常。
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(shì)驗電壓需要任意設定)時,控(kòng)製器自動跳(tiào)閘,CPU停止工作,並提示係統發生(shēng)過壓保護。
過流保護:是當CPU檢測到(dào)母線工(gōng)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(gōng)作,並通過(guò)液晶(jīng)屏提示係統發(fā)生過流保護。
放電保護:當試器擊穿、短路或(huò)試品放電時,CPU停止工(gōng)作(zuò),並切斷主回路。
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(ér)且使暫態(瞬時)電流的破壞減小,從(cóng)而保證設備和人身的**。
測量部分:試驗人員可直接(jiē)從變頻控製器控製麵板上讀(dú)取輸入電壓、電流、當(dāng)前工(gōng)作頻率、變頻控製器輸出電壓(yā)、電流及試品上(shàng)所加諧振電壓信號。
3.2.2勵磁變壓器
勵磁變壓(yā)器的作用是將變頻電源的輸(shū)出電壓升到合適(shì)的試驗電壓,滿足電抗器、負載(zǎi)在一(yī)不定期品(pǐn)質因數下試驗(yàn)電壓(yā)的要求(勵磁變壓器的容量一般與變頻控(kòng)製器相同)。為了滿足不同電壓等(děng)級、不同容量試品的(de)試驗要求,勵磁變壓器高壓繞(rào)組一般有多個抽頭。
3.2.3高壓電抗器
高壓分(fèn)壓器是高(gāo)電壓測試器件,它由高壓臂C1和(hé)低壓臂C2組成,測量信號從(cóng)低壓臂C2上引出,作為(wéi)高壓電測量和保護信號。
3.3決定係統配置參數的因素
係統諧(xié)振(zhèn)電壓等(děng)級(jí)和容量取決於試品的電容量C,試驗電壓U試驗頻率f。
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對於交聯(lián)聚乙烯電纜決定係統配(pèi)置的主要是:電纜的電壓(yā)等級、電纜的截麵積、試驗電纜的長度及電纜要求的諧振頻率範圍。
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對(duì)於GIS決定係統配置(zhì)的因素為:GIS的電壓等(děng)級、GIS的間隔數和每個間隔(gé)的電容量C,GIS允許的試驗頻率範圍。
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對於變壓(yā)器、發電機等設備,係統(tǒng)的配(pèi)置取(qǔ)決於試品的容量(liàng)試驗(yàn)電壓、試品的等效電容量C、要求的諧振(zhèn)頻率和試品的空載損耗的大(dà)小。
四(sì)、YD2000係類變頻串聯諧振耐壓試驗成(chéng)套裝置型號說明
4.1係統型(xíng)號說明(míng)
4.2變頻控製器型號說明
4.3勵磁變壓器(qì)型號說(shuō)明
4.4試驗電抗器型號說明
4.5分壓(yā)器型號說(shuō)明
五、YD2000係類變頻串聯諧振耐壓試驗成(chéng)套(tào)裝置試驗接線及(jí)操作步驟
YD2000係(xì)類變頻串聯諧(xié)振耐壓試(shì)驗成套裝置測量各種被試品的接線示意圖
5.1交(jiāo)聯聚(jù)乙烯電纜《XLPE》的交流耐壓試(shì)驗
交聯聚乙烯電纜《XLPE》屬於(yú)固體絕緣(yuán)電纜,是經(jīng)過特殊(shū)的物理、化學方法交聯而成,具有良好的電氣及物理性能,在世界範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(de)發展,並逐步取代了常規中低(dī)壓油紙絕緣電纜,而且110KV、220KV等高(gāo)壓電纜也(yě)在(zài)逐步推廣。
交(jiāo)聯聚乙(yǐ)烯(xī)電纜它*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(yā)試(shì)驗作為擠包絕緣電纜線路竣工試驗存在的*大困難是長線路(lù)需要很大容量的(de)試驗設備:例如630平方毫米220KVXLPF電纜線路,電容量(liàng)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(shì)驗電流(liú)30A),因此,采用傳統的試驗變壓器的試驗方(fāng)法已經遠遠不能滿足現場係統試驗容量(liàng)的(de)要求,變頻諧振試驗裝置利用變頻諧振的原理,使電源容量(liàng)減少為試品容量的1/Q,設備的重量大大降(jiàng)低,使得高電壓、長距離電纜的(de)現場試驗成為可能;同時利(lì)用試驗頻(pín)率允許(xǔ)在一定範圍內(30-300Hz)可調和試驗電抗(kàng)器固定可(kě)調(diào)(單一電抗(kàng)器電感是不可調的,但通過串並聯,總電感可調)的原理,使得係統的柔性大大增加。
電纜試驗的接線圖如下:
橡膠(jiāo)電纜的變頻交流耐壓試驗接線示(shì)意圖
5.2 GIS(氣體絕緣金屬封閉組合電器)的交(jiāo)流耐壓試(shì)驗
GIS是一種把斷路器、隔離開關(guān)、接地(dì)開關、電壓互感器(qì)、電流(liú)互(hù)感器、測量儀表組合在一起,並以SF6氣體絕(jué)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(biāo)準,GIS試驗電壓的頻率範圍應在10-300Hz,與國標GB7674-1997等效。
我國“城網氣體絕緣變電站若(ruò)幹技術問題的暫行規定(dìng)”對GIS的現場工頻耐壓值作了規定,取不超過出廠試驗(yàn)電壓的90%。IEC517標準建議的試驗電壓為出廠試驗(yàn)電(diàn)壓的80%,並要求試驗頻率限(xiàn)製在10-300Hz範圍之內。
GIS的交流耐壓試驗(yàn)接線圖如下(xià):
GIS交流耐(nài)壓試驗接線圖
5.3大型變(biàn)壓器的交流(liú)耐壓試驗(外施工頻交流耐壓及感應耐壓試驗)
變壓(yā)器應該進行外施耐壓(yā)試驗。它是考驗產品主絕緣電氣強度的*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製造工藝是(shì)否符合要求的(de)重要手段(duàn)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(shǐ)諧振頻率控製在45-65Hz之內,由於回路諧振時Q值高,這(zhè)樣(yàng)可大大減小試(shì)驗(yàn)電源的容量,並且頻率可調,也增大了設備的應用範(fàn)圍,試驗接線(xiàn)如下圖所示:
感應耐壓的倍數,對於電力變壓器一般采用額定電壓的兩倍,為(wéi)了不使鐵心(xīn)中(zhōng)磁通(tōng)飽和,應使用兩倍以上額定頻率的電源裝置。一般規(guī)定頻率應在100-400Hz範圍內,但經驗證明感應耐壓試(shì)驗的頻率一般為150-200Hz為宜。
5.4大型發電機組的交流耐壓試驗
根據國家和地方電力部(bù)門的規定發電機在製造、安裝、檢修和運行以及預防性試驗(yàn)中都應進行(háng)交流耐壓試驗,試驗時試(shì)驗電壓和工作電(diàn)壓(yā)的波形、頻率一致,作用於絕緣內部的電壓分布及(jí)擊穿性(xìng)能能夠(gòu)適應發電同的工作狀態,試驗電壓一般(bān)為(wéi)0.75(2Un+3000)或1.5Un,頻率要求為工頻。
采(cǎi)用YHCX變頻串聯諧振(zhèn)試(shì)驗成套裝置再配上合適的補償電容器在頻率和容量(liàng)上都可以很(hěn)地滿足發電機的交流耐壓要(yào)求。
試驗接線如下圖:
發電機的交流耐壓接線示意圖(tú)
5.5其它試(shì)品的交流耐壓試驗
互感器、套管(guǎn)等設備在作耐壓試驗時,都相當於一電容,利用電抗器和補償電(diàn)容器也(yě)可以使係統在50Hz附近發生諧振,達(dá)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》。