一、YD2000係類調頻串聯(lián)諧振耐(nài)壓儀應用範圍
YD2000係類調頻串聯(lián)諧(xié)振耐(nài)壓儀是運用串聯(lián)諧振的原理,利用勵磁變(biàn)壓器激發串聯諧振回路,通過調節(jiē)變頻控製器(qì)的(de)輸出頻率,使得回路中的電抗器(qì)電感L和試品(pǐn)電容C發生串聯諧振,諧振電壓即為試(shì)品(pǐn)上所(suǒ)加電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用於電力、冶金、石油、化工等行業,適用(yòng)於大容量(liàng)、高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗(yàn)。
適用於10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交聯聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗
適用於66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐壓試驗(yàn)
適用於大型發電機組、電力變(biàn)壓器工頻耐壓
適用於電力變壓(yā)器的感應耐壓試驗
二、YD2000係類調頻串聯諧振耐壓儀主要性(xìng)能指標及特點
2.1主要技術指標
(1)工(gōng)作溫(wēn)度範圍:-10~45℃
(2)工作濕度範圍:≤90%
(3)海拔(bá):≤1000m
(4)供(gòng)電電源電壓:380V±10%、三相或220V±10%、單相(10KW及以下)
50/60Hz
(5)供電電源容量:0-100KW
(6)額定輸出電壓:0-500KV
(7)額定輸出容量:0-200KVA
(8)工作頻率範(fàn)圍:30-300Hz(亦(yì)可根據用戶要(yào)求放寬頻率範圍)
(9)頻率調節分辨率:0.02Hz; 不穩定度≤0.05%
(10)噪音:≤60dB
(11)係統測量精度:1級
(12)輸出波形:正(zhèng)弦波,波形畸變(biàn)率≤1%
(13)電抗器Q值:30-120
(14)係統具有IGBT、過電壓、過電流、試品閃絡等全自動保護
2.2主要特點
2.2.1體積小、重(chóng)量輕,適合(hé)於現場使用
變(biàn)頻控製器集調壓、調頻、控製及保護功能為一體,省去了笨重的調壓器,而且操作方便、讀數直觀。由於係統Q值較高(30-120),有效地解決了由於電源容量的不足對現場試驗的製約。當電壓(yā)等級較高時,電抗器采用多級或疊積(jī)式結構,便於運用輸及(jí)現場安裝。
2.2.2安裝可靠性(xìng)高
YD2000係類調頻串聯諧振耐壓儀采用先進的設計(jì)思想、高品質的IGBT及驅動回路使輸出波形失真度小,頻率輸出(chū)穩定性好,具有良好的(de)IGBT、過電(diàn)流、過電壓(保護值可根據需(xū)要人為整定)以及(jí)放電保護功能,可保護設備及人身的**;當試品放電或擊穿時,由於諧振條件被破壞,短路電流(liú)小,隻有試品試驗電流的1/Q,避免了因擊穿對試(shì)品造成的損壞。
2.2.3試驗的等效性好
采用接近工(gōng)頻(30HZ-300HZ)的交流電壓作為試(shì)驗電源,無論是在等效性和一致性上都與50HZ/60Hz的工頻電源非常接近,保證了試驗結果(guǒ)的可(kě)靠性(xìng)和真實性。
三、工作原(yuán)理及係統(tǒng)配置
3.1工作原理
3.2係統配置
3.2.1變頻控製器
變頻控製器從結(jié)構上分為兩大類:20kW及以上(shàng)為控製台式,20kW以下為便攜箱式;它是由控製器和濾波(bō)器組成。在係統中(zhōng)變頻控製(zhì)器的主要作用是把幅值(zhí)和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉(zhuǎn)變成為幅(fú)值和頻率可調(diào)的正弦波,並為整套設備提供電源。
變頻控(kòng)製器具有IGBT保(bǎo)護、過流保護、過壓保(bǎo)護、放電保護、進線保護等可靠的保護功能,保(bǎo)證試驗人員和試品的**。
IGBT保(bǎo)護:當IGBT電流過大或過熱時,CPU將停止工作,直到係統恢複(fù)正常。
過壓保護:是指當試驗電(diàn)壓超過人(rén)為整定的保護電壓(保護電壓可根據(jù)不同試驗電壓需要任意設定)時,控製器自動跳閘,CPU停止工作,並提示係統發生過壓保(bǎo)護。
過流保護:是當CPU檢測到母線工作電流超過IGBT工(gōng)作電流或IGBT溫度過高時,CPU會發生過流保(bǎo)護信號,裝置停止工作,並通過液晶屏提(tí)示係統發生過流保護。
放電保護(hù):當試(shì)器擊穿、短路或試品放電時,CPU停止(zhǐ)工作,並切斷主回路。
進線保護、低通濾波器:不(bú)僅可以在穩態下使放電或擊(jī)穿電流(liú)小,而且使暫態(瞬時)電流的破壞減小,從而保證設備和人身的**。
測量部分:試驗人員可直接從變頻控製器控(kòng)製麵板上讀取輸入電壓、電流、當(dāng)前工作頻率、變頻控製器(qì)輸出電壓、電流及試品(pǐn)上所加(jiā)諧振電壓信號。
3.2.2勵磁變壓器
勵磁變壓器的作用是將變頻電源的輸出電壓升到合適的試驗電壓,滿足電抗器、負載在一不定期品質因數下試驗電壓的要求(勵磁變壓器的(de)容量一般(bān)與變頻控製器相同)。為(wéi)了滿足(zú)不同電壓(yā)等級、不同容量試品的試驗要求(qiú),勵磁(cí)變壓器高壓繞組一般有多個抽(chōu)頭(tóu)。
3.2.3高(gāo)壓電抗器
高壓分壓器(qì)是高電壓測試(shì)器件,它由高壓臂C1和(hé)低壓臂C2組(zǔ)成,測量信號從低壓臂C2上引出,作為(wéi)高壓電測量和保護信號(hào)。
3.3決定係統配置(zhì)參(cān)數的因(yīn)素
係統諧(xié)振電壓等級和容量取決於試品的電容量C,試(shì)驗電壓U試驗頻率(lǜ)f。
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對於交聯聚乙烯電纜決定係統配置的主要是:電纜的電壓(yā)等(děng)級、電纜的截麵積、試驗電纜的長度及電纜要(yào)求的諧振頻率範圍。
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對於GIS決定係統配置的因素為:GIS的電壓等級、GIS的間隔數和每(měi)個間隔的(de)電容量C,GIS允許的(de)試驗頻率範圍。
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對於變壓器、發電機等設備,係統的配置取決於試品的(de)容(róng)量試驗(yàn)電壓、試品的等效電容量C、要(yào)求的諧(xié)振頻率和試品的空載損耗的大小。
四、YD2000係類調頻串聯諧振耐壓儀型號說明
4.1係統型號說明
4.2變(biàn)頻控(kòng)製器型號說明
4.3勵磁(cí)變壓器型(xíng)號說明
4.4試驗電(diàn)抗器型號說明
4.5分壓器型號說明
五、YD2000係類調頻串聯(lián)諧振(zhèn)耐壓儀試驗接線及操作步驟
YD2000係類調頻串聯諧振耐(nài)壓儀測量各種被(bèi)試品的接(jiē)線(xiàn)示意圖
5.1交聯聚乙烯電纜《XLPE》的交流耐壓試驗(yàn)
交聯聚乙烯電纜《XLPE》屬於固體絕(jué)緣電纜,是經過(guò)特殊的物理、化學方法交聯而成,具有良好的電氣及物理性能,在世界範圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。我國自七十年代以來,交聯聚乙烯電纜也得到了迅速的發(fā)展,並逐步取代了常規(guī)中低壓油紙絕緣(yuán)電纜,而(ér)且110KV、220KV等高壓電纜也在逐步(bù)推廣。
交聯聚乙烯電纜它*大的特點就(jiù)是容量大,若是采用工(gōng)頻或接近工頻的交(jiāo)流電壓試驗作為擠(jǐ)包絕(jué)緣(yuán)電纜線路竣工試驗存在的*大困難是長線路需要很(hěn)大容量的試驗設備:例如630平(píng)方毫米220KVXLPF電纜線路(lù),電容量為(wéi)0.188uF/Km,若(ruò)電纜長3Km,則每相電纜試驗需要(yào)50Hz試驗設備的容量至少為2.9MVA(試驗電壓178KV試驗電流(liú)30A),因此,采用傳統的試驗變壓器的試驗方法已(yǐ)經遠遠不能滿足現場係統試驗容量的要求,變頻諧振(zhèn)試驗(yàn)裝置利用變(biàn)頻諧振的原理,使電源容(róng)量減少為試品容量的1/Q,設備的重量大大降低,使得高電壓、長距離電纜的現場(chǎng)試驗成為可能;同時利(lì)用試驗頻率允許在一(yī)定範圍內(30-300Hz)可調和試驗電(diàn)抗器固定可調(單一電抗器電感(gǎn)是不可調的,但通過串並聯,總電感可調)的原理(lǐ),使得係統的柔性大大增加。
電纜試驗的接線(xiàn)圖如下:
橡膠電纜的(de)變頻交(jiāo)流耐壓試(shì)驗接線示意圖
5.2 GIS(氣體絕緣金屬封閉組合電器)的交流耐壓試驗
GIS是一種把斷路器、隔離開關、接地開關(guān)、電壓(yā)互感器、電流互感器、測量儀表組合(hé)在一(yī)起,並以SF6氣體(tǐ)絕緣(yuán)的組(zǔ)合電器,一般由1-7個間隔組成(chéng),電容量一般在10000PF以下。
根據IEC517(補充)的標準,GIS試驗電壓的頻率範圍應在10-300Hz,與國標GB7674-1997等效。
我國“城網氣(qì)體絕緣變電站(zhàn)若幹技術(shù)問題(tí)的暫行(háng)規定”對GIS的現場工頻耐壓(yā)值作了規定(dìng),取不(bú)超(chāo)過出廠試驗電壓的90%。IEC517標準建(jiàn)議的試驗電壓為出廠試驗電壓的80%,並要求試(shì)驗頻率限製在10-300Hz範圍之內。
GIS的交流耐壓試驗接線(xiàn)圖如下:
GIS交流耐壓試驗接線圖
5.3大型變壓器的交流耐壓試驗(外施(shī)工頻交流耐壓及感應耐壓試驗)
變壓器應該進(jìn)行外施耐壓(yā)試(shì)驗。它是考驗產品主絕緣電氣強度的(de)*基本的絕(jué)緣試驗,是發現主絕緣是否合理,絕(jué)緣材料是無缺陷和製造工藝是否符合(hé)要求的重要手(shǒu)段之一,對試驗頻率一般要求在工頻,即(jí)45-65Hz。
采用變頻諧振的方式,通過補償電容器使諧振頻(pín)率控製在(zài)45-65Hz之內,由於回路諧振時(shí)Q值高,這樣可大大減小試驗電源的(de)容量,並(bìng)且頻(pín)率可調,也增大了設備的應用範圍,試驗接線如下圖所示:
感應耐壓(yā)的倍數,對於電力變壓器一般采用額定電壓的兩倍,為了不使(shǐ)鐵心中磁通飽和,應(yīng)使用兩倍以上額定頻率的電源裝置(zhì)。一般規定頻(pín)率應在100-400Hz範圍內,但(dàn)經驗證明感應耐壓試驗的頻率一般為150-200Hz為宜。
5.4大型發電機組的交流耐壓試驗
根據國家和地方電力部門的規定發電機在製(zhì)造、安(ān)裝、檢修和運(yùn)行以及預防性(xìng)試驗(yàn)中(zhōng)都應進行交流耐壓(yā)試驗,試驗時試驗電壓和工作電壓的(de)波形、頻(pín)率一致,作用於絕緣內(nèi)部的電壓分(fèn)布及擊穿性能能夠(gòu)適應發(fā)電同的工作狀態,試驗電壓一般為0.75(2Un+3000)或1.5Un,頻率要求為工頻。
采用YHCX變頻串聯諧振試驗成套裝置再配上合適的(de)補償電容器在頻率和容量上都可以很地(dì)滿(mǎn)足發電機的交流耐壓(yā)要求。
試驗接線如下圖(tú):
發電機的交流耐壓接線示意圖
5.5其它試品的交流耐壓試驗(yàn)
互感器、套管等設備在作耐壓試驗時,都相當於一電容,利用(yòng)電抗器和補償電容器也可以(yǐ)使係統在50Hz附(fù)近發生諧振,達到工頻絕緣試驗的目的。
說明:交流耐壓試驗方案請參(cān)照相關標準或規程或本公司(sī)《YHCX變頻串聯諧振成套試驗裝置資料(liào)匯編》。