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中試控股技術研究院魯工為您講解：30Hz-200Hz倍頻電源感應試驗器

ZSDBF-7.5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置

不僅可做互感器感應耐壓試驗，還可兼做伏安特性試驗。
配合高阻抗電容分壓器，能直接監測一次側的高壓自動完成感應耐壓試

參考標準：DL/T 848.4-2004

多倍頻感應耐壓試驗裝置：ZSDBF-7.5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置實現各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗我中試控股的感應耐壓試驗裝置采用微機控制

中試控股結合先進的變頻及高速采樣技術設計制造，比傳統的三倍頻發生器效率高，輸出電壓穩定，測量精度高，重復性好，并且可以實現自動升壓、升壓至設定值后自動計時、計時完成后自動降壓的功能，操作極其簡單。

儀器采用背光式大屏幕液晶顯示，全中文操作界面，帶實時時鐘和微型打印機。儀器采用一體化結構，重量輕，便于攜帶。

ZSDBF-7.5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置技術指標
工作條件                  環境溫度：-10℃～50℃     相對濕度：30%～90%
供電電源                  三相AC380V±10%或AC220±10%    50 Hz±5 Hz
                          如用AC220供電，功率減半
輸出頻率                  50、100、150、200  調節細度0.1 Hz
輸出電壓                  0～350V正弦波
輸出功率                  7.5KW
最大輸出電壓              350V
最大輸出電流              17.5A
電壓最小分辨率            0.01V
電流最小分辨率            0.001A
電壓電流精度              ±1%
外形尺寸（mm）            430（長）×310（寬）×340（高）
儀器重量                  約20kg

1、三倍頻感應耐壓試驗裝置的重量和體積大大減少，不但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，頻感應激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。

2、所需電源容量大大減小。電源是利用頻感應電抗器和被試品電容頻感應產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/10。

3、改善輸出電壓的波形。頻感應電源是頻感應式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

4、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去頻感應條件，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，不會出現任何恢復過電壓。

5、 防止大的短路電流燒傷故障點。在頻感應狀態，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。而并聯頻感應或者試驗變 壓器方式做耐壓試驗時，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百倍。所以，頻感應能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷的憂患

多倍頻感應耐壓試驗裝置實現各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗；

中試控股考驗交聯橡塑電力電纜、電力變壓器、GIS、互感器、絕緣子、發電機、開關等被試品絕緣承受各種過電壓能力及容性負載的交流耐壓試驗。

由自耦調壓器構成三倍頻發生器原理圖

圖3：由自耦調壓器構成三倍頻發生器原理圖

接線時，380V三相電源加到調壓器輸出端，即可調觸頭端，開始，調壓器輸出端調到電壓Zui大位置，輸入端開路，合上電源后將輸出觸點向減小輸出電壓方向調節，直至鐵芯飽和，在中性點產生出150Hz電壓。調節時注意監視輸入電流的大小。

4．組合變頻電源

利用可控硅變頻器組合電源進行倍頻耐壓更為方便，變頻電源原理框圖見圖4。

變頻電源原理框圖

圖4：變頻電源原理框圖

變頻電源的輸出頻率可從150 -200Hz由編程調節鎖定，具有體積小、調壓方便等優點。如使用2kW的變頻電源，即可滿足對110、220kV的互感器進行試驗要求。

5.中試控股詳細介紹用三相自耦調壓器構成倍頻發生器進行110KV互感器試驗

利用三相自耦調壓器過勵磁，由中性點輸出三倍頻電源，其試驗接線如圖5所示。

自耦調壓器倍頻發生器原理圖

圖5：自耦調壓器倍頻發生器原理圖

圖5中，試品TV為JCC-110型電壓互感器，試驗時考慮容升為5%。

試驗記錄：U1=154V，I1=16.5A，P=-840W，U2=270V。

在按圖5進行試驗時，TR1選用15kVA三相手動自耦調壓器作為過勵磁發生器TR2為3~5kVA單相自耦調壓器。TR1合電源前，可調端子放置為高電壓處，逐漸向低電壓調，即增大勵磁；TR2的調壓端也放置在高電壓處，當示波器觀測到三次諧波電壓時逐漸向低端調，使輸出端電壓上升。為了避免回路產生諧振，在adxd接2個220V、300W白熾燈，兩個燈泡串聯連接起阻尼作用，以防止電壓過高突然燒壞燈絲使回路無阻尼。

由于過勵磁產生的三倍頻電源含有較大的5次、9次等高次諧波，因此測量電壓的表計應采用峰值電壓表。為了改善試驗電壓波形，有條件時可在三倍頻發生器的輸出端加接LC串聯諧波回路，濾掉250Hz和450Hz諧波，LC值可按下式計算

f＝1／2π√LC

LC＝（1／2πf）2

選擇濾波電容時，不應顯著增加回路的無功電流，一般可進取電容值為4~8μF。

對變壓器進行感應耐壓試驗，一般有兩個目的：一是檢查全絕緣變壓器的縱絕緣（繞組層間、匝間及段間）；二是檢查分級絕緣變壓器主絕緣和縱絕緣（主絕緣指的是繞組對地、相間及不同電壓等級繞組間的絕緣）

但是電力系統運行調試單位一般不配備正弦波的變頻電源，而是利用現場設備組合而成。那么如何組合這些設備，獲取試驗中的倍頻電源，一直困擾試驗人員的一大問題。下面，中試控股電力技術部結合多年的實戰經驗，為大家總結兩種獲取倍頻電源的方法，僅供大家參考。

一、利用兩臺電動機組取得倍頻電源

異步倍頻發生器示意圖

Q——啟動器；M1——鼠籠電動機；M2——繞線式電動機；TR——調壓器 ；

T——升壓變壓器（其中C相反接，使三相電壓矢量相加）；

FY——利用變壓器高壓套管電容構成的分壓測量系統

用一臺三相異步鼠籠電動機，驅動一臺三相轉子為繞線式的異步電動機，如上圖所示。先啟動鼠籠式電動機M1至額定轉速，然后用與鼠籠式電動機相序相反的三相電源，經調壓器TR對繞線式異步電動機M1定子勵磁，便在定于中產生與其轉子旋轉方向相反的旋轉磁場。由于驅動繞線式電動機轉子的速度與旋轉磁場的速度接近，但旋轉方向相反，于是便在繞線式轉子繞組中感應出兩倍于系統頻率的電壓，其數值大小可由調壓器調整定子勵磁電壓而定。該電機輸出的倍頻電壓，經升壓后便可作100Hz的兩倍工頻電源，進行變壓器的感應耐壓試驗。但在起動過程中，必須先啟動鼠籠式電動機，再合上調壓器，由零逐漸升壓，反之，則可能使聯接靠背輪扭斷。

二、中頻無刷勵磁同步發電機組

同步發電機組基本原理接線如下圖所示。

同步發電機機組基本原理接線圖

M——異步感應電動機；G——無刷中頻同步發電機；T——升壓變壓器；

L1——鐵芯電抗器；L2——空心電抗器（可用阻波器代替，用于增大補償電抗的容量）

圖中，電源裝置同補償電抗器、中間升壓變壓器以及必要的外圍測量設備聯合使用。電源主要由三相異步電動機和無刷勵磁的中頻同步發電機組成中頻發電機組，再配以啟動、控制、測量和保護系統組成。其工作原理為中頻發電機發出定頻率(250Hz)的單相或三相交流電能，經中間變壓器升壓，同時用補償電抗器來調整補償被試變壓器的電容性電流，以獲得所需的試驗電壓。這種工作原理和方式可以得到所需頻率的試驗電壓，電網電源僅用來驅動發電機組和提供直流勵磁電源，使試驗電源與電網電源實現隔離，從而消除了試驗回路來自電網系統的干擾，無刷勵磁方式也大大降低了電源本身的干擾水平，因此在做感應耐壓的同時，也可進行局部放電測量。