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中試控股技術(shù)研究院魯工為您講解：串聯(lián)諧振實驗設(shè)備（電力院）

ZSBP-540kVA/270kV變頻諧振試驗裝置

試驗數(shù)據(jù)保存，可即時打印試驗數(shù)據(jù)，也可將數(shù)據(jù)保存以備下次打印。
數(shù)據(jù)查詢功能,根據(jù)試驗日期查詢以往的試驗數(shù)據(jù)。

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(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)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(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)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(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)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(wěn)定和安全。

變頻串聯(lián)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(shù)參數(shù)及功能描述
1、技術(shù)參數(shù)
? 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(diào)節(jié)范圍：30-300Hz
? 頻率分辨率：0.01Hz
? 頻率穩(wěn)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(xù)工作時間：60分鐘
供貨清單一覽表             
序號 設(shè)備名稱 型號規(guī)格 單位 數(shù)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(lián)和并聯(lián)，高電壓小電流試驗一般采用串聯(lián)，比如變壓器，開關(guān)，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(lián)使用；低電壓大電流試驗一般采用并聯(lián)，比如電纜，發(fā)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(lián)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(shè)備的接地均需通過分壓器接地端接地，再與試品的地網(wǎng)相連，保證一點接地。
? 激勵變壓器使用時可以串并聯(lián)使用，聯(lián)結(jié)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(guī)定的連線方式連接使用,否則將會對該設(shè)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(guān)。儀器顯示如下圖：
（1）按【手動試驗】鍵進入試驗參數(shù)設(shè)置.（見下圖）包括以下參數(shù)：
試驗電壓設(shè)置
【參數(shù)設(shè)置】在設(shè)置參數(shù)過程中，每次設(shè)完當前參數(shù)按下小鍵盤上OK才能進入下一項設(shè)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(jù)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(shù)據(jù)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(shè)置，但不能超過1.1倍。試驗電壓超過此設(shè)定值則保護停機
【過流保護】試驗過程中的最大電流設(shè)定值，超過則保護停機
2、手動試驗中手動調(diào)頻手動升壓；（1） 此時調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)電壓加和減開始升壓。
（2）升到目標值后設(shè)備自動開始計時，此時設(shè)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(shù)字部分）
重點推薦使用---2.2 手動試驗中自動調(diào)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(diào)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(shè)備自動開始計時，此時設(shè)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(shù)字部分）計時結(jié)束后控制箱會自動降壓停機。

設(shè)備遵循標準     
《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》   GB50150-2006
《水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)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(shè)備預防性試驗規(guī)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(chǎn)品輸入或輸出終端連接前，應確保本產(chǎn)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(chǎn)品的所有額定值和標記。在對本產(chǎn)品進行連接之前，請閱讀本產(chǎn)品使用說明書，以便進一步了解有關(guān)額定值的信息。
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產(chǎn)品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續(xù)操作。
請勿在潮濕環(huán)境下操作
請勿在易爆環(huán)境中操作
保持產(chǎn)品表面清潔和干燥

試驗前條件分析

       當我們拿到試驗之后，我們要分析試驗的主體是什么，比如：電力電纜、變壓器、GIS組合器還是母線等等，針對不同的內(nèi)容所施加的電壓不一樣，像同樣是變壓器，中性點接地和不接地的電壓等級就不同，而且接線也不同，電壓和容量直接影響串聯(lián)諧振試驗裝置的配置方案，所說的配置方案也就是連接方式，串聯(lián)方式、怎么串聯(lián)以及串聯(lián)幾個等等。

      要想達到串聯(lián)諧振的條件是當容抗等于感抗時，即可產(chǎn)生諧振的條件。

串聯(lián)諧振試驗中控制逆變器的方法有調(diào)幅控制和脈沖調(diào)頻控制兩種。脈沖頻率調(diào)制方法實現(xiàn)起來比較簡單，可以在下面兩種情況下使用。

1 )如果負載對工作頻率范圍沒有嚴格限制,這時頻率必須跟蹤,但相位差可以存在而不處于諧振工作狀態(tài)。

2 )如果負載的Q值較高,或者功率調(diào)節(jié)范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調(diào)功的要求。

脈沖頻率調(diào)制方法的主要缺點是工作頻率在功率調(diào)節(jié)過程中不斷變化,導致集膚深度也隨之而改變,在某些應用場合如表面淬火等，集膚深度的變化對熱處理效果會產(chǎn)生較大的影響,這在要求嚴格的應用場合中是不允許的。

 變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是用于鑒定電氣設(shè)備絕緣強度，它對于判斷電氣設(shè)備能否投入運行具有決定性的意義，也是用來保證設(shè)備絕緣水平,避免發(fā)生絕緣事故的重要手段。因為變頻串聯(lián)諧振試驗裝置能充分反映電氣設(shè)備在交流電壓下運行的實際情況，能真實有效的發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。

        變頻串聯(lián)諧振采用的是諧振原理，在系統(tǒng)回路中產(chǎn)生一定頻率的電壓與回路中的電容，電抗產(chǎn)生諧振，其電容（試品）兩端產(chǎn)生諧振電壓后，再進行升壓，使電容兩端的電壓達到試驗電壓。

       通過以上原理和現(xiàn)場的實際試驗情況，一般變頻串聯(lián)諧振試驗裝置試驗中的過電壓發(fā)生于兩種情況下，一種是在儀器尋找諧振點，產(chǎn)生諧振電壓的過程中；一種是在升壓到達試驗電壓的情況下。

       在通過串聯(lián)諧振試驗找到諧振點并升壓到試驗電壓時，如果出現(xiàn)試品耐壓不合格或者現(xiàn)場環(huán)境沒發(fā)生大的變化等現(xiàn)象，試驗是不會產(chǎn)生過電壓保護或者其他故障。但是由于電網(wǎng)電壓不是恒定的，電源輸入電壓是波動的，那么高壓輸出也是具有一定的波動性，此種情況可能會造成電壓波峰出現(xiàn)過電壓保護。如果出現(xiàn)電源電壓波動，可以調(diào)整儀器的過電壓保護，提高過電壓保護設(shè)置，我們一般要求過電壓保護設(shè)置到電壓保護的1.1倍，此時設(shè)置到1.2倍基本沒有問題。

       以上為較簡單的問題，但是由于電壓波動造成的過電壓在設(shè)置好過電壓保護的情況下是很難出現(xiàn)的。一般變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的過電壓都會出現(xiàn)在儀器的掃頻階段，也就是找到諧振點的過程中。使用過的人員都知道，變頻串聯(lián)諧振試驗裝置找諧振點的過程中，其電壓與頻率的呈現(xiàn)拋物線一樣。系統(tǒng)默認找到高電壓，也就是拋物線的頂點作為諧振點。由于諧振原理中理論可以將低壓電壓諧振到80倍（由于品質(zhì)因數(shù)等關(guān)系一般不超過30倍），變頻串聯(lián)諧振試驗裝置掃頻時需要的電壓一般為20-50V，通過激勵變后的電壓一般為幾百伏。通過以上原理我們發(fā)現(xiàn)，如果我們需要的試品試驗電壓小于系統(tǒng)諧振時諧振點時的電壓，系統(tǒng)可能在自動尋找諧振點時就出現(xiàn)過電壓保護，此時整個變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是無法及時耐壓，試驗也是無法完成的。

       而解決此問題的辦法也相對比較麻煩，變頻串聯(lián)諧振試驗裝置不是產(chǎn)生不了試驗電壓，而是諧振電壓高于試驗電壓，而我們知道系統(tǒng)默認諧振電壓是拋物線的頂點，也就是說在拋物線上升到頂點或者頂點下降的過程中，都會有一個點和試驗電壓點是一致的。我們只需要通過試驗變頻串聯(lián)諧振的手動試驗，采用手動找頻找到和使用電壓一致的頻率點再耐壓就可以完美解決尋找諧振點過程中的過電壓問題。