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中試控股技術研究院魯工為您講解：110kV電力電纜耐壓試驗裝置（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。

中試控股電力講解變壓器一旦承受近距離出口短路，不管是否引起跳閘，都要針對短路故障性質、短路電流大小，短路點距出口距離遠近，繼電保護及自動裝置動作情況、油色譜分析等進行綜合分析，判斷繞組是否變形、絕緣是否損壞，以確定變壓器能否繼續運行。對跳閘的變壓器還要測量其繞組直流電阻、繞組變形、空載損耗，以判定損壞程度，確定是否可以繼續運行，制定修復方案，通常采用的判斷方法有:

（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。中試控股電力公司的變頻串聯諧振裝置主要用于10kV、35kV的交聯橡塑電力電纜，66kV、110kV組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗，還可通過相應的設計擴展成發電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調節頻率（30～300Hz）串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現場不易取得，中試控股電力因此一般都采用串聯諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調感式串聯諧振設備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質因數（Q值），并具有自動調諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優點。本設備控制箱能產生30～300Hz（最小分辨率0.1Hz）的交流電壓，具有全自動（自動調諧、自動升壓）、全手動（手動調諧、手動升壓）以及半自動（自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓）的多種功能，方便客戶針對現場實際情況選擇使用，具有地線未接、過流、過壓、失諧（閃絡）、參數設置錯誤等多重保護并自帶報警功能或外接報警燈。本設備具有打印、存儲等功能，使用本公司獨特的通用平臺技術，大的液晶顯示，友好的人機操作界面。具備國內獨創的智能式掃頻方式，直接快速。

中試控股電力主要特點說明

2.1.1.調頻及功率元件使用最先進的德國進口的IPM優質元器件；

2.1.2.充分利用公司現有資源，完全獨立自主開發和設計及生產該設備的所有組成部分：變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、電容補償器和高精度電容分壓器；

2.1.3.具備全自動（自動調諧、自動升壓）、全手動（手動調諧、手動升壓）以及半自動（自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓）的多種功能，可任意切換使用；上電后面板上的背光LCD顯示器開始工作；

2.1.4.具備試驗電壓、加壓時間、電流整定、電壓整定、起始頻率及掃頻方向、電感量等參數的設置，可以直接在試驗中計算得到被試品的電容量；

2.1.5.具備放電保護功能，在試品發生閃絡時，或其他原因造成的諧振回路突然失諧，變頻控制電源立即自動快速切斷輸出，并顯示保護 類型和閃落電壓值；

2.1.6. 測量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時間、電容量等相關信息，并可顯示輸出的變頻電源波形及其1、3、5、7次諧波量；

2.1.7.大液晶全中文界面平臺技術，人性化的人機界面，操作簡單，測量迅速；

2.2.0. ★技術特點要點歸納：

2.2.1. 先進的數字、功率技術：

功率器件采用國外最新推出的集驅動、保護和功率變換為一體的智能功率模塊（IPM），極大的提高了整機的可靠性，減少了體積和重量。

先進的芯片組合：采用雙DSP系統+16位專用波形發生器；SPWM波形由專用的16位波形發生器產生，穩態工作時不占用DSP資源，增加了系統的可靠性；數據的采集和控制由一個專用的DSP系統完成，大大提高了儀器的可靠性和反應速度，顯示部分由另一個DSP系統構建的平臺完成，具有外擴的大容量FLASH存儲器，可以存儲大量數據，友好的人機對話界面和大量的幫助信息且不占用底層DSP的資源。

2.2.2. 完備的保護功能：

過電壓保護：保護值可設置，動作時間小于1毫秒；

雙重過電流過熱保護：大功率器件自身保護和軟件保護相結合，動作時間小于10微秒；

閃絡保護：動作時間小于1毫秒，并可記錄下閃絡電壓值；

零位保護：零電壓啟動。

2.2.3. 獨特的四種工作模式：

手動試驗：手動尋找諧振點并手動升壓到所需電壓，按鍵后自動計時；

自動試驗：根據設置自動尋找諧振點后自動升到設定電壓后自動計時；

自動調諧手動升壓：根據設置自動尋找諧振點后，需手動升電壓到所需的電壓值，按“自動計時”鍵后自動計時；

手動調諧自動升壓：手動尋找諧振點，根據設置自動升壓后自動計時。

2.2.4.友好的人機接口：

專用的DSP顯示平臺，大容量的數據存儲器，大屏幕LCD顯示；

豐富的幫助應用信息，幫助你現場接線、查各地規程以及解決現場遇到的小問題；

旋紐式調壓調頻功能，符合常規操作，操作簡單、靈活；

可永久保存最新32次測試數據并能打印，存儲數據的編號可以是數字，還可以是字母；

具有輸出波形顯示和諧波分析功能；

掃頻起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上向下任意選擇，方便用戶操作；

對于那些需要在50Hz條件進行試驗的試品（比如發電機），我們采用了調頻調感技術，我們的電抗器電感值在范圍內可以分別連續可調，幫助菜單可以方便的為你計算出調節電抗器所需的氣隙值。

2.2.5.獨特的結構設計：

控制箱進口的接插件，安全可靠、美觀精致；

中試控股電力電抗器采用獨特的環氧澆注工藝，防潮防顛震；

整體色彩和外型由專業的設計公司專門設計，美觀大方。

中試控股135kVA/108kV串聯諧振常見故障原因及排除

1.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。

  如果依然不能啟動風扇，請和廠家中試控股，不可拆卸儀器！

2.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;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；（高、低壓電容量）

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）

如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家中試控股，不可拆卸儀器！