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中試控股技術研究院魯工為您講解：10kV電纜1.5km串聯諧振

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置

10kV/300mm2的電纜，長度1km，電容量≤0.378uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
35kV/300mm2的電纜，長度0.5km，電容量≤0.01uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

交流耐壓試驗是電力設備絕緣強度有效和直接的方法，是電力預防性試驗的一項重要內容。 此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是電力設備安全運行的一種重要手段。一般變頻串聯諧振試驗裝置來進行交流耐壓試驗。  
試驗電壓的確定交流耐壓試驗中，關鍵的問題就是正確選擇試驗電壓的數值，一方面要求能保證絕緣水平，另一方面要考慮因試驗電壓過高而引起的絕緣劣化。

ZSBP-54KVA/54KV變頻串聯諧振成套試驗裝置
技術方案
適用范圍
1. 10kV/300mm2的電纜，長度1km，電容量≤0.378uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓22kV。
2. 35kV/300mm2的電纜，長度0.5km，電容量≤0.01uF試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓52kV。
中試控股系統主要性能及參數
1、電源電壓：   220V±10%、50Hz；
  2、額定容量：  54KVA；
  3、輸出電壓：    54KV， 
  4、輸出電流：   1A，2A，
  5、輸出電壓波形:  正弦波；
6、輸出電壓波形畸變率: ≤0.5% ；
7、允許連續工作時間：額定輸出電流下持續運行時間為60分鐘；
  8、輸出頻率范圍:     30～300Hz ；
    9、品質因數:         ≥30
10、系統噪聲:       ≤60db
11、系統測量精度:    1.0級
12、頻率分辨率:      0.01Hz
13、頻率不穩定度:    ≤0.05%  
14、環境溫度：       -25℃～ +55℃  
相對濕度:       ≤90%
海拔高度:       ≤2000m
15、具備手動試驗/自動調諧/自動試驗模式。
16、具備大屏幕顯示,可指示:輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。
17、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能。
18  具備過電壓、過電流、過熱保護功能。
19、具備閃絡保護功能,在試品發生閃絡時諧振回路失諧,電源立即停止輸出,屏幕提示“試驗失敗”及相關信息。
20、具備各種數據打印功能。

結構： 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規范要求；高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；內置過電壓保護,防止擊穿反擊。

變頻串聯諧振試驗裝置主要由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成，主要是用于各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發電機及其它容性設備的交流耐壓試驗。與傳統的工頻耐壓裝置相比，串聯諧振試驗裝置有哪些優勢呢？

在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求，傳統的工頻耐壓裝置（交流耐壓試驗變壓器）往往單件體積大，重量重，不便于現場搬運，而且不便于任意組合，靈活性較差。相比，變頻串聯諧振試驗裝置（體積與重量約為傳統試驗變壓器的1/10～1/30）體積小，重量輕，易搬動，而且是分件式設計，便于根據現場需求靈活配置電抗器的個數，大大降低了勞動強度，提高工作效率。

串聯諧振試驗裝置主要應用試驗：

1、6kV-500kV高壓交聯電纜 的交流耐壓試驗   

2、6kV-500kV變壓器 的工頻耐壓試驗   

3、GIS和SF6開關 的交流耐壓試驗   

4、發電機 的交流耐壓試驗 

5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。

串聯諧振試驗裝置原理：

在回路頻率f＝1/2π√LC時，回路產生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使回路發生串聯諧振，再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。

  串聯諧振裝置主要針6KV、10kV、35kV、110kV、220KV、以及500kV及以下電力的電纜，GIS和SF6開關，主變壓器、母線，發電機，套管，互感器等所有電氣主設備的交流耐壓試驗。串聯諧振裝置部件較多，結構較為復雜，容易出現以下故障：

一、風扇不能啟動：

1）急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；

2）內部溫度過高，功率元件熱保護；

排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。

二、自動調諧不能完成，找不到諧振點：

現象：

調諧曲線完全是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點.

原因：

回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路

排除方法：

1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；

2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；（低壓繞組阻值兩組A1X1和A2X2;高壓繞組阻值每個輸出端對高壓尾）

3）檢查每一只電抗器的通斷；(每個繞組阻值)

4）檢查分壓器的信號線的通斷；（電容量）

5）檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；（1孔對芯，2孔對外殼分別導通；1孔對2孔斷開）

6）裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；

三、不能升壓到試驗電壓

現象：

1）調諧曲線是一條直線，有較低的尖峰；

2）試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；

原因：

1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；

2）試品損耗較高，系統Q值太低；

3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；

4）高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線。

排除方法：

1）將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；

2）盡可能將多只電抗器串聯諧振，提高回路電感量；

3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；

4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；

5）一般在設備較高電壓輸出時，采用高壓放暈線，或將普通高壓輸出線改為較短的連線，一般不超過5米。

四、主機找不到諧振點。

原因：

1）系統諧振點在主機的輸出頻率范圍之外;

2）系統接線錯誤;

3）系統未可靠接地;

4）電壓采樣反饋信號開路或連接不可靠;

5）試品有故障。

五、主機復位。

原因：

1）主機供電電源波動;

2）外界強磁場干擾;

3）主機未可靠接地;

六、Q值偏低，即電壓升不上去，或升不高。

原因：

1）試品放電泄漏

2）電抗器磁路受干擾，例如電抗器被放置在磁場屏蔽范圍內。

七、電源跳閘。

原因：諧振系統回路短路。

最后附上常用的串聯諧振裝置的具體參數供大家參考：

額定輸出電壓：0～800kV（AC有效值）及其以下

1、輸出頻率：20～300Hz

2、諧振電壓波形：純正弦波,波形畸變率＜1.0%

3、最大試驗容量：1000kVA及其以下

4、工作制：滿功率輸出下,一次連續工作時間15min

5、品質因數：30～90

6、頻率調節靈敏度：0.1Hz,不穩定度＜0.05%

7、工作電源：380/220V±15%/50Hz±5%

 串聯諧振設備試驗裝置主要針6KV、10kV、35kV、110kV、220KV、以及500kV及以下電力的電纜，GIS和SF6開關，主變壓器、母線，發電機，套管，互感器等所有電氣主設備的交流耐壓試驗。該裝置部件較多，結構較為復雜，容易出現以下故障：

一、風扇不能啟動：

1）急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；

2）內部溫度過高，功率元件熱保護；

排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。

二、自動調諧不能完成，找不到諧振點：

現象：

調諧曲線完全是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點.

原因：

回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路

排除方法：

1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；

2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；（低壓繞組阻值兩組A1X1和A2X2;高壓繞組阻值每個輸出端對高壓尾）

3）檢查每一只電抗器的通斷；(每個繞組阻值)

4）檢查分壓器的信號線的通斷；（電容量）

5）檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；（1孔對芯，2孔對外殼分別導通；1孔對2孔斷開）

6）裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；

三、不能升壓到試驗電壓

現象：

1）調諧曲線是一條直線，有較低的尖峰；

2）試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；

原因：

1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；

2）試品損耗較高，系統Q值太低；

3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；

4）高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線。

排除方法：

1）將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；

2）盡可能將多只電抗器串聯諧振，提高回路電感量；

3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；

4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；

5）一般在設備較高電壓輸出時，采用高壓放暈線，或將普通高壓輸出線改為較短的連線，一般不超過5米。

四、主機找不到諧振點。

原因：

1）系統諧振點在主機的輸出頻率范圍之外;

2）系統接線錯誤;

3）系統未可靠接地;

4）電壓采樣反饋信號開路或連接不可靠;

5）試品有故障。

五、主機復位。

原因：

1）主機供電電源波動;

2）外界強磁場干擾;

3）主機未可靠接地;

六、Q值偏低，即電壓升不上去，或升不高。

原因：

1）試品放電泄漏

2）電抗器磁路受干擾，例如電抗器被放置在磁場屏蔽范圍內。

七、電源跳閘。

原因：諧振系統回路短路。