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中試控股技術研究院魯工為您講解:110KV交聯聚乙烯電纜交流耐壓試驗標準裝置(電科院推薦)
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系統配置及具體參數
1、變頻控制電源6KW 1臺
a) 變頻控制電源采用高壓耐壓試驗專用變頻電源,采用一體化設計,控制電源本體具備調頻、調壓、控制、保護等功能。
b) 額定輸出容量: 6KW
c) 工作電源: 交流220V、50Hz 。
d) 輸出電壓: 0~250V可調。
e) 輸出電壓不穩定度≤0.05%
f) 最大輸出電流: 24A
g) 輸出波形:正弦波, 波形畸變率:≤0.5%
h) 頻率調節范圍: 30~300Hz
頻率調節分辨率: 0.001 Hz
i) 連續運行時間: 大于1小時
j) 噪聲水平:≤ 60dB
在通過串聯諧振試驗找到諧振點并升壓到試驗電壓時,如果出現試品耐壓不合格或者現場環境沒發生大的變化等現象,試驗是不會產生過電壓保護或者其他故障。但是由于電網電壓不是恒定的,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過電壓保護。如果出現電源電壓波動,可以調整儀器的過電壓保護,提高過電壓保護設置,我們一般要求過電壓保護設置到電壓保護的1.1倍,此時設置到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置好過電壓保護的情況下是很難出現的。一般變頻串聯諧振試驗裝置的過電壓都會出現在儀器的掃頻階段,也就是找到諧振點的過程中。使用過的人員都知道,變頻串聯諧振試驗裝置找諧振點的過程中,其電壓與頻率的呈現拋物線一樣。系統默認找到高電壓,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(由于品質因數等關系一般不超過30倍),變頻串聯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現,如果我們需要的試品試驗電壓小于系統諧振時諧振點時的電壓,系統可能在自動尋找諧振點時就出現過電壓保護,此時整個變頻串聯諧振試驗裝置是無法及時耐壓,試驗也是無法完成的。
檢驗
1、變頻電源
1)絕緣電阻測試
2)耐壓試驗:2000V,1分鐘
3)負載試驗:在滿負荷下,各器件的溫升不大于45K 。
2、勵磁變壓器
1)直流電阻測量
2)變比測量
3)空載電流及空載損耗
4)短路阻抗和負載損耗
5)絕緣電阻測試
6)溫升試驗:額定容量下運行60min,溫升不大于65K
3、電抗器試驗
1)直流電阻測量
2)電感量測量
3)交流耐壓試驗
溫升試驗:額定容量下運行60min,溫升不大于65K
4、中試控股成套裝置試驗
(1)耐壓試驗:1.1額定電壓下,耐壓1min;
(2)短路試驗:電壓為0.5U,0.8U,1.0U的條件下,將高壓輸出突發短路3次,保護裝置可靠動作,各單元完好。
(3)噪音小于60dB;
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。
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。
(1)變壓器外觀檢查,如外殼有無明顯凹凸箱體焊縫是否滲漏油,檢查壓力釋放裝置動作情況,氣體繼電器是否動作或發出信號、是否集有可燃性氣體。對仍在運行的變壓器要注意辨別發出的聲音是否為連續、均勻,輕微的“嗡嗡”聲,若聲音不均勻或有特殊聲音,則需要進一步處理。
(2)對變壓器油樣進行油氣相色譜分析,通過對油中溶解氣體成分及含量的分析,根據不同的成分(如局部放電時會有乙炔、氫氣,較高溫度過熱時總會有乙烯)及含量可判斷變壓器存在的潛伏性故障及性質。
(3)進行全面電氣試驗,排除繞組絕緣損壞的可能變壓器繞組的直流電阻三相數值基本平衡,測量直流電阻可以方便有效地考核繞組縱絕緣和回路的連接情況,能發現出口短路引起的匝(餅)間短路、繞組斷股等故障,可判斷變壓器是否遭受了嚴重的沖擊破壞,因此直流電阻測量是發現繞組是否損壞的最有效手段。
(4)進行繞組的介質損耗和電容量測量,當變壓器發生局部機械變形時,其繞組間以及對鐵芯和外殼的相對位置會發生變化,其電容量也將隨之變化,雖然DL/T5961996《電力設備預防性試驗規程》從絕緣的角度對介質損耗值做了規定,但嚴重的繞組變形會引起電容量的明顯變化,所以,在檢查承受短路沖擊后的變壓器是否發生繞組變形時,被測電容值與歷史數據比較也非常重要,當變化值超過10%時需要引起注意。
(5)進行變壓器繞組變形試驗測量,以判定電力變壓器繞組是否變形。若試驗時發現頻響特性曲線的相關系數小于0.6,應立即退出運行。
(6)低電壓短路阻抗試驗:短路阻抗法是判斷變壓器繞組變形的傳統方法,該試驗方法相對簡單,對試驗設備要求低,有出廠和歷次試驗數據相比較,現場實施非常簡便,但其靈敏度低于頻率響應法,適用于變形比較嚴重的繞組。當繞組的三相短路阻抗值差超過3%時,應引起注意。
(7)空載損耗和空載電流試驗:變壓器經受出口短路電流沖擊,當出現線圈匝間短路或涉及鐵芯絕緣時,會引起變壓器的勵磁電流增加和空載損耗增大,與歷次試驗數據比較,空載損耗增加10%時就應引起注意
(8)繼電保護及自動裝置的動作情況檢查:變壓器經受出口短路電流沖擊而跳閘,一般是通過差動保護、過電流保護和氣體保護發出動作指令,要注意記錄故障電流的大小、故障切除時間,檢查保護裝置的動作行為是否符合整定值要求。
(9)變壓器經出口短路后,可進行試驗項目通常有絕緣電阻測量、變壓比試驗、油或紙絕緣材料的分析化驗等,所有試驗項目應嚴格執行DL/T5961996《電力設備預防性試驗規程》的相關標準,發現試驗結果異常要引起注意。變頻串聯諧振試驗裝置系統,人性化的人機交互:
試驗參數設置、試驗控制、試驗結果等同屏顯示,直觀清晰,并具有自動計時及操作提示功能;全觸控屏操作及顯示,變頻串聯諧振試驗裝置具備試驗數據保存和查詢功能。
rlc串聯諧振電路中為什么要保持輸出電壓恒定
首先,提出rlc串聯諧振電路中為什么要保持輸出電壓恒定這個問題
首先LC串聯諧振,電路的整體阻抗為0歐,那么RLC串聯諧振的整體阻抗為R的阻值。
這時候電路的電流等于U/R。而由于串聯,流過 阻 容 感(RLC)的電流式相同的,那么電感上的電壓為感抗乘電流,電容上的電壓幅值和電感上相同。
我們把R減小,那么電流就會加大,電阻為0的話,理論制上電流等于無窮大,那么電感電容上的電壓也都分別是無窮大。
換句話說,電阻值的大小直接影響到電感上輸出電壓的高低。減小電阻值很容易得到高電壓,這是很危險的。
所以我們要控制輸出電壓大小作為保護。
作為一種相對而言比較基礎的、應用也非常廣泛的轉換器,串聯諧振型的DC-DC轉換器在工作中的優點是電路拓撲結構比較簡單,它的關斷損耗和開關損耗比較小,且沒有輸出濾波電感,因此復變整流二極管上的電壓應力也比較小。除此之外,該類型的變換器電路循環電流比較低,能量循環也相對較低一些。
但串聯諧振變換器在作為電源來使用時也有一些自身的缺點。一個比較大的缺陷就是它的選擇性比較差,由于諧振與負載串聯,開關頻率直接受到負載電路的影響,因此在輕載或空載時輸出電壓無法調整。除此之外,串聯諧振變換器的輸出直流濾波電容必須承受較高的紋波電流、而當輸出電壓增加時,開關頻率必須提高以維持輸出電壓的穩定,諧振網絡的能力將增加且產生較高的關斷電流,因此不適合在高輸入電壓下應用。
串聯諧振是電壓最高還是電流最大及為什么要保持輸出電壓恒定
在電阻、電感及電容百所組成的串聯電路內,當容抗XC與感抗XL相等時,即XC=XL,電路中的度電壓U與電流I的相位相同,電路呈現純電阻性,這就是回串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R2 (XC-XL)2=R,電路中總阻答抗最小,電流達到最大值。
首先LC串聯諧度振,電路的整體阻抗為0歐,那么RLC串聯諧振的整體阻抗為R的阻值。
這時候電問路的電流等于U/R。而由于串聯,流過 阻 容 感(RLC)的電流式相同的,那么電感上答的電壓為感抗乘電流,電容上的電壓幅值和電感上相同。
我們把R減小,那么電流就會加大,回電阻為0的話,理論上電流等于無窮大,那么電感電容上的電壓答也都分別是無窮大。
換句話說,電阻值的大小直接影響到電感上輸出電壓的高低。減小電阻值很容易得到高電壓,這是很危險的。
所以我們要控制輸出電壓大小作為保護。
串聯諧振式逆變器和并聯諧振式逆變器的直流側分別是電壓源和電流源。因此,也稱為電壓型逆變器介一一和電流型逆變器、,兩者之存在著對偶性。下面對兩者應用過程中的主要差別進行比較分析。串聯諧振式逆變器短路保護較為困難,并聯諧振不易進行開路保護。
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。
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