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中試控股技術研究院魯工為您講解：變頻諧振耐壓試驗裝置（電力院）

ZSBP-540kVA/270kV變頻諧振試驗裝置

試驗數據保存，可即時打印試驗數據，也可將數據保存以備下次打印。
數據查詢功能,根據試驗日期查詢以往的試驗數據。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻諧振試驗裝置：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩定和安全。

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置組成部分：變頻電源主機、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器、測試附件組成。元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等

技術參數及功能描述
1、技術參數
? 輸入電源:
電壓： 380/220V±10%
頻率： 45/65Hz
? 輸出電壓：0-500V；
? 輸出波形：正弦波
? 頻率調節范圍：30-300Hz
? 頻率分辨率：0.01Hz
? 頻率穩定度：0.1%
? 頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 電壓分辨率：0.1kV
? 電壓測量精度：1.5%
? 電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
? 運行連續工作時間：60分鐘
供貨清單一覽表             
序號 設備名稱 型號規格 單位 數量
1 變頻電源 25kW 臺 1
2 勵磁變壓器 12.5kVA 臺 2
3 高壓電抗器 90kVA/45kV 臺 6
4 電容分壓器 270/0.001 臺 1
5 電容器 60KV 臺 1
6 附件箱 含測試線一套 套 1
激勵變壓器接線用法：
用于10kV電纜的耐壓裝置，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓低一些的電壓端，比如接線找1-2kV的接線端子；
用于35kV電纜的耐壓裝置，35kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，一般接電壓較高一點的電壓端，比如接線找3-4kV的接線端子；
用于110kV電纜的耐壓裝置，110kV電纜的耐壓，激勵變高電壓輸出部分和電抗器之間連接，比如接線找4-6kV的接線端子；
激勵變什么情況下用串聯和并聯，高電壓小電流試驗一般采用串聯，比如變壓器，開關，GIS等試驗，激勵變就要采用高電壓的電壓端子接線，這時激勵變外部端子就要串聯使用；低電壓大電流試驗一般采用并聯，比如電纜，發電機等試驗，激勵變就要采用低電壓的電壓端子接線，這時激勵變外部端子一般就要并聯使用。
、注意事項
? 激勵變使用時，高壓尾X必須接地（實物已連接），成套設備的接地均需通過分壓器接地端接地，再與試品的地網相連，保證一點接地。
? 激勵變壓器使用時可以串并聯使用，聯結方法見激勵變壓器面板提示。
? 使用時各根高壓導線應拉直騰空（特別是高壓硅膠線），以避免對地起暈。
? 請嚴格按照說明書規定的連線方式連接使用,否則將會對該設備造成損壞。
若線路接通后無法找到諧振點而不能升壓，則很可能是回路沒有接通，則應檢查線路是否接通
手動/自動試驗
1、手動試驗
檢查試驗線路,確保線路無誤后，合上電源開關。儀器顯示如下圖：
（1）按【手動試驗】鍵進入試驗參數設置.（見下圖）包括以下參數：
試驗電壓設置
【參數設置】在設置參數過程中，每次設完當前參數按下小鍵盤上OK才能進入下一項設置（不是界面上確定鍵）
【試驗電壓】試驗過程中要升到的目標電壓值。
【耐壓時間】試驗過程中的耐壓時間，時間到自動停機（最大99分鐘）。
【分壓變比】高壓分壓器的分壓比（分壓變比是根據當前分壓器的實際變比值填入，注意不能填錯，否則高壓測量數據出錯。）
【過壓保護】試驗過程中的最高電壓，默認為目標電壓1.1倍，用戶可自己設置，但不能超過1.1倍。試驗電壓超過此設定值則保護停機
【過流保護】試驗過程中的最大電流設定值，超過則保護停機
2、手動試驗中手動調頻手動升壓；（1） 此時調節頻率加和減尋找諧振點（尋找掃頻過程中某一點的最高電壓值，并且“測頻”的頻率值應與試驗頻率接近）諧振點找到后調節電壓加和減開始升壓。
（2）升到目標值后設備自動開始計時，此時設備會提示正在耐壓，耐壓時間由黑色變成紅色倒計時。（見下圖中耐壓時間數字部分）
重點推薦使用---2.2 手動試驗中自動調頻手動升壓(簡稱半自動試驗) 
1.按下掃頻鍵后40秒鐘自動找到諧振點
2.找到諧振頻率點之后提示：
3.此時有兩種選擇；按下手動升壓后，就需要人來控制升壓，點擊調壓+，- 鍵就可以達到你所需要的目標值；按下自動升壓機器就會完成你所需要的目標值。
當升壓到所需要的目標值后如下圖：
4.升到目標值后設備自動開始計時，此時設備會提示正在耐壓，耐壓時間由黑色變成紅色倒計時。（見下圖中耐壓時間數字部分）計時結束后控制箱會自動降壓停機。

設備遵循標準     
《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》   GB50150-2006
《水輪發電機組安裝技術規范》               GB/T8564――2003
《高壓諧振試驗裝置》                       DL/T 849.6—2004  
《電抗器》                                 GB10229.88
《電力設備預防性試驗規程》                  DL/T596-1996
《耦合電容器和電容分壓器》                  IEC358(1990)

為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。在與本產品輸入或輸出終端連接前，應確保本產品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產品的所有額定值和標記。在對本產品進行連接之前，請閱讀本產品使用說明書，以便進一步了解有關額定值的信息。
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續操作。
請勿在潮濕環境下操作
請勿在易爆環境中操作
保持產品表面清潔和干燥

  串聯諧振式逆變器采用電壓源供電,在輸入端并接有大的濾波電容,在逆變器發生短路故障時,由于電容器上電壓不能突變,瞬時放電電流將會很大,極易造成功率管的過流損壞,此時必在功率器件的允許短路時間內采取保護措施,可以通過研制合理有效的保護電路予以克服。相反,并聯諧振式逆變器采用電流源供電,逆變器輸入端末端串接有一大濾波電感,在逆變器發生短路故障時,短路電流的上升將會受到此濾波電感的抑制,功率器件的短路保護就相對比較容易實現。但是,為了能使電感上的能量及時釋放,必須時刻保持電感通路,當逆變器負載開路時,就會在電感上感生很大的電動勢,并加在開關管上,極易造成開關管的過壓擊穿,負載開路保護相對困難。

  由于串聯諧振逆變器輸出電壓高,電流小,對槽路布局要求較低,感應加熱線圈與逆變電源的距離遠時對輸出功率的影響很小,當采用同軸電纜或將來回線絞接在一起鋪設時影響則幾乎可以不計。并聯逆變器則由于電壓低,電流大而對槽路布線要求很高。感應加熱線圈與逆變電源尤其是諧振電容器的距離應盡量靠近,否則兩者之間的引線的分布電感會改變負載電路的結構,使逆變器工作受到很大影響。

  綜合以上幾點的對比情況,在需要頻繁起停,適合復雜工況的超音頻感應加熱應用中,選擇串聯逆變器結構更為合適。同時,為了改善開關狀態,防止開通時有過大的尖峰電流,實現開關管的,需要使負載工作于感性狀態,即開關頻率略大于諧振頻率。

電容器充電電源發展概況

  與傳統的高壓直流電源不同的是，在脈沖功率領域，高壓電容需要在充電到預設 值后瞬時放電，產生很大的脈沖功率，然后再充電，重復上述過程，電容電壓變化

  電容器充電技術有多種不同的分類方式，比如，按照工作頻率分，有工頻充電和高頻充電，按照充電方式分，有恒壓充電和恒流充電。目前，主要有以下三種充電方式：帶限流電阻的傳統高壓直流充電，工頻LC諧振式充電電源以及高頻開關變換器充電電源。   

  (1)帶限流電阻的高壓直流充電電源 其充電原理圖如圖 1.2 所示，在充電階段，高壓直流電源經限流電阻對電容器充電 直至電容電壓與電源電壓相等；在放電階段，電容器對負載瞬間放電，發出脈沖功率， 限流電阻起到隔離高壓直流電源和負載的作用。這種充電方式非常簡單而且可靠，成 本低廉，但是充電效率很低，最高只能到 50%，而且充電過程非線性，前期充電電流 非常大，但是后期卻太慢，只能適用于低重復頻率的場合。

  （2）工頻 LC 諧振式充電電源 其充電原理圖如圖 1.3 所示，基本原理是由 LC 構成的諧振系統，當  w2 LC =1時，充電電源的電流達到一個恒定值，實現對充電電容線性充電，因此充電速度較快。但 是缺點也很明顯，因為是工頻充電，充電精度和充電穩定性不可能太高，而且工頻變 壓器體積龐大、笨重，不利于實現小型化、集約化和模塊化。