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中試控股技術研究院魯工為您講解：220kV電力變壓器串聯諧振試驗設備/電科院推薦

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，試驗時間1min。

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。不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，

這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
1.額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米

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。
一般應考慮以下幾個因素： 
1、在被試品上可能產生過電壓的數值、持續時間及其次數。如被試品遭受較高過電壓的可能性極小，則可不必采用過高的試驗電壓；如被試品（如直接與架空線連接的發電機）可能遭受到較高的過電壓時，則應適當提高試驗電壓的數值。 
2、電氣設備設計時采用的絕緣水平。
3、設備絕緣的狀況。設備在運行中由于各種條件的影響，使絕緣逐步劣化，絕緣性能下降，故在確定試驗電壓時，應考慮到絕緣損傷的程度和運行年限。例如，運行中設備的試驗電壓應為出廠時的75%~90%。
被試品是否被穿可按下述各種情況進行判斷： 
1、根據試驗時接入的表計進行分析，一般情況下，若電流表突然上升，則表明被試品擊穿（過流繼電器動作，自動跳閘）。但當被試品的容抗XC  與試驗變壓器的漏抗 XL之比不大于2時，雖然被試品擊穿，電流表指示也不會發生明顯的變化，有時還可能出現電流表指示反而下降的情況。 
若出現這種情況，應根據在高壓側的測量電壓裝置高壓側的電壓，被試品若擊穿，其電壓表只是要突然下降，而在低壓側測量的電壓表也要下降，但有時很不明顯。 
2、根據試驗控制回路的狀況進行分析。若過流繼電器整定值適當，則被試品擊穿時過流繼電器動作，電磁開關即跳閘。若整定值過小，可以在升壓過程中因被試品的電容電流過大而使過流繼電器動作而跳閘。 
3、根據被試品狀況進行分析。試驗過程中，如被試品發出響聲、斷續放電響聲、冒煙、產生氣體、有焦臭味、及燃燒等都是不能容許的，應查明原因。如查明這種情況來自被試品絕緣部分，則可以認為被試品存在問題或已確實被。 
什么是串聯諧振？ 
由于電力預防試驗大多是對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發生器對于電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖兩者都屬于破壞性試驗，但經過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相對于直流耐壓穩定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內，為了達到這一目的，基本通過變頻串聯諧振來實現測量。 
變頻串聯諧振，“變頻”在串聯諧振電路中，通過調整可變的頻率范圍產生諧振條件，“串聯”是指在整個電路中的鏈接方式，串聯時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯諧振試驗裝置。
串聯諧振試驗前有什么條件？ 
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，串聯方式、怎么串聯以及串聯幾個等等。 
要想達到串聯諧振的條件是當容抗等于感抗時，即可產生諧振的條件。 
串聯諧振試驗中控制逆變器的方法有調幅控制和脈沖調頻控制兩種。脈沖頻率調制方法實現起來比較簡單，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。 
2 )如果負載的Q值較高,或者功率調節范圍不是很大,則較小的頻率偏差就可以達到調功的要求。 

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

在發電機的交流電壓的作用下，交流電流在電路中流動。串聯電路的總電阻等于電容，電感和有源電阻的幾何（矢量）總和。

在一般情況下，它包含有功和無功組件，即：

無功分量X 等于電感和電容電阻之差：

就其性質而言，電路的電抗X 可以是電容性或電感性的，具體取決于哪個電阻，線圈的電感性電抗或電容器的電容性電抗具有較大的值。

回路電流取決于發電機電壓和回路阻抗：

電容器的電容 Xc和線圈的感抗XL取決于供電電流的頻率：第一個隨著頻率的增加而減小，第二個隨著頻率的增加而增大。如上所示，在串聯諧振電路中，電容和電感兩端的電壓相互抵消。

在這種情況下，電容性電阻和電感性電阻具有不同的符號：電感性電阻被視為正，而電容性電阻為負。

圖串聯回路電抗與發電機頻率的關系

當發電機頻率等于電路的諧振頻率時，這些電阻在數值上相等。

當電容性電阻和電感性電阻相等時，在串聯電路的電路中發生的模式稱為 串聯諧振模式 。

早些時候，獲得了一個將諧振頻率與諧振電路的電感和電容值聯系起來的公式：

結果與電路的自由（自然）諧振頻率的公式相同。

因此，諧振的條件是電源發生器的頻率與電路的固有頻率（自由諧振的頻率）相等（一致）：

串聯諧振電路和bai并聯諧振電路的選du擇特性具有相反的zhi性質。在圖定性地給出了dao具有相同諧振頻率和接近Q因子的串聯和并聯電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性。

串聯諧振電路能夠傳遞諧振頻率和接近諧振頻率的信號，并延遲其他頻率的信號。并聯電路會延遲諧振頻率并接近頻率，并且對于其余頻率范圍的信號是“透明的”。

類似于無線電工程中用于并行電路的串行電路的帶寬，使用了阻帶或陷波的概念。具有高Q因子的并聯諧振電路稱為抑制器。

所考慮的串聯諧振和并聯諧振電路是具有頻率選擇特性的最簡單的諧振電路。為了獲得更明顯的

圖諧振電路的輸入電流/（ω）的頻率依賴性的定性視圖：

一個 保持一致，使用并行選擇質量，并且在頻率上包含電感耦合線圈的諧振電路（耦合電路）中使用更復雜的電路。

電力電纜試驗一般可分為以下幾步。

第一，在被試電纜兩端設好圍欄并有專人看護。

第二，測量電纜相位，確保電纜兩端相位一致。

第三，先用5000V兆歐表測量，正常情況下新電纜阻值均在10000MQ以上。多芯電纜應分別測量每一芯線對其它芯線及外皮的絕緣電阻。外護套

及內襯層使用500V絕緣電阻測試儀測試其對地電阻。

第四，用變頻串聯諧振裝置開始打耐壓，每相時間一般為20分鐘。

第五，試驗完成后先把電壓降下來再切斷電源放電。

第六，用5000v兆歐表再測量一次絕緣，絕緣電阻不應有明顯下降。串聯諧振是bai指在電阻、du電感及電容所組成zhi的串聯電路內，當容dao抗回XC與感抗XL相等時，即XC＝XL，電路中答的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象稱為串聯諧振。串聯諧振時電路中的總阻抗Z最小，并等于電阻R，這時電路中電流最大，電感上的電壓等于電容上的電壓，而且可能比電源電壓大許多倍。所以串聯諧振也稱為電壓諧振。