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35kV高壓電纜交流耐壓試驗裝置（電科院推薦）

時間：2022-08-30

中試控股博士科研站技術專工為您一一解答：35kV高壓電纜交流耐壓試驗裝置（電科院推薦）

串聯(lián)諧振的相關知識
一、定義
在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC＝XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性，這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。當電路發(fā)生串聯(lián)諧振時，電路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,電路中總阻抗最小，電流將達到最大值。
二、危害性
發(fā)生諧振時，由于感抗和容抗相等，所以電感和電容兩端的電壓有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此這兩個電壓是相互抵消的。在電容或電感的電壓有效值為：UL=UC＝XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R稱為諧振電路的品質因數(shù)，它代表電壓比。即UC/U或UL/U。
品質因數(shù)是衡量諧振電路特性的一個重要參數(shù)。如電路中電抗越大，電阻越小，則品質因數(shù)越高。因此電容或電感上的電壓值將比外加電壓大的多。一般電感、電容諧振電路的品質因數(shù)可達幾十甚至幾百。所以串聯(lián)諧振又叫電壓諧振。在電力系統(tǒng)中，串聯(lián)諧振將會產生高出電網(wǎng)額定電壓數(shù)倍的過電壓，對電力設備的安全造成很大危害。
在R-L-C串聯(lián)電路中，出現(xiàn)線路端電壓和電流同相位的現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。

串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置的電抗器的配置算法

成套串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置。對1km規(guī)格26/35kV 120 mm2的電纜進行耐壓試驗。該裝置由變頻電源、勵磁變、高壓電抗器、電容分壓器(電容量1000pF)、高壓補償電容器等組成。
根據(jù)試驗標準確定試驗電壓，并根據(jù)試驗電壓考慮串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置電抗器的組配：
由CB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準可知26/35kV交聯(lián)電纜交接時交流耐壓試驗電壓為2U0=2 x 26=52kV，由于XZKY-30/1.9/65電抗器額定電壓為30kV,單臺不能滿足52kV的試驗電壓要求,就需要此型號兩臺電抗器串聯(lián)使用則有:2 x 30k V=60kV>52kV,則所選電抗器滿足試驗電壓的要求。

ZSBP-324kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振交流耐壓裝置
串聯(lián)諧振被試品對象及試驗要求：

110kV開關、母線、絕緣子、套管等電氣設備的交流耐壓試驗，中試控股試驗頻率為20-300Hz,試驗電壓不超過265kV。

110kV/40000kVA主變分段絕緣的交流耐壓試驗，電容量≤0.018μF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓不超過80kV。

35kV/300mm2電纜1km，電容量≤0.1945μF，試驗頻率為20-300Hz,試驗電壓52kV。

6kV/3*120mm2電纜6500m，電容量≤2.13μF，試驗頻率為20-300Hz,試驗電壓15kV。

10kV/50MW發(fā)電機，中試控股電容量≤0.33uF，試驗頻率為45-55Hz，試驗電壓不超過23kV。

工作環(huán)境：

環(huán)境溫度：－150C –40 0C;

相對濕度：≤90%RH;

海拔高度: ≤3000米；

裝置主要技術參數(shù)及功能：

額定容量：324kVA；

輸入電源：單相220V/三相380V電壓，頻率為50Hz；

額定電壓：45kV；90kV；180kV；270kV

額定電流：7.2A；3.6A；1.8A；1.2A；

工作頻率：20-300Hz；

波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；

工作時間：額定負載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘；

溫升：中試控股額定負載下連續(xù)運行60min后溫升≤65K；

品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；

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)；

測量精度：系統(tǒng)有效值1.5級；
特點：
1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。
2、整個裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場使用。
3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。
4、能存儲和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便識別和查找。
5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(guī)定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。
6、ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用DSP平臺技術，可根據(jù)用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。
7、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
8、設備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振裝置中，省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，中試控股使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。
9、有效改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
10、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，而用并聯(lián)諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。
11、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。

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