XZ-75kVA/75kV/25KV变频串联谐振耐压试验装置技术方案

XZ-75kVA/75kV/25KV变频串联谐振耐压试验装置技术方案

装置主要适用范围

1、满足300mm²,10kV 电缆交流耐压试验，长度1.5km，电容≤0.56uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。

2、满足100MVA/35kV以下变压器交流耐压试验，电容≤0.02uF,试验频率45~65Hz,试验电压U≤68kV。

3、满足10kV变电站系统交流耐压试验，试验频率30~300Hz,试验电压U≤42kV。

系统技术规范及性能

4.1 系统技术参数

4.1.1 额定输出电压：       0～75kV

4.1.2 谐振电压波型：       正弦波，波形畸变率＜1.0%

4.1.3 大被试品电流；       3A

 4.1.4 大试验容量：         75kVA

4.1.5 输出频率：    30～300Hz

4.1.6 工作时间：    满功率输出下，连续工作时间60min

4.1.7 品质因素：       30～90

4.1.8 输入工作电源：    单相220V或三相380V±5%，50Hz

4.1.9 环境温度：       －15℃～+40℃

4.1.10 相对湿度：       ＜90RH%，无凝露状况

4.1.11 海拔高度：       ＜3500m

4.1.12 噪声：    ≤50dB

4.2 系统的性能特点

4.2.1 充分利用我公司在电子测量技术和电磁兼容方面的优势，*自主开发设计和生产该套设备所有组成部分包括：变频电源、激励变压器、浇注式高压电抗器和高精度电容分压器。

4.2.2 具备手动/自动模式、大屏幕显示、试验参数设置，并具有自动计时及操作提示功能。

4.2.3 具备多项保护功能，如：过压、过流保护、放电保护、失谐保护等。

五、装置容量确定

满足300mm²,10kV 电缆交流耐压试验，长度1.5km，电容≤0.56uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。

频率取37Hz

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×37×0.56×10^-6×22×10³=2.8A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=33H

设计三节电抗器，将三节电抗器并联使用,则单节电抗器的参数为25kVA/25kV/1A/100H，装置总容量为75kVA。

验证：1.满足100MVA/35kV以下变压器交流耐压试验，电容≤0.02uF,试验频率45~65Hz,试验电压U≤68kV。

使用电抗器三节串联，此时电感量为L=100*3=300H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√360×0.02×10^-6)=59.3Hz。

试验电流I=2πfCU_试 =2π×59.3×0.02×10^-6×68×10³=0.51A。

2.满足300mm²,10kV 电缆交流耐压试验，长度1.5km，电容≤0.56uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。

使用电抗器三组并联，此时电感量为L=100/3=33H,

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√33×0.56×10^-6)=37Hz。

试验电流I=2πfCU_试 =2π×37×0.56×10^-6×22×10³=2.8A。

结论：装置容量定为75kVA/75kV/25kV，分三节电抗器，电抗器单节为25kVA/25kV/1A/100H，使用电抗器组合能满足上述被试品的试验要求。

六、试验时使用关系表

七、主要部件的技术规范及性能

7.1 变频电源控制箱 BPXZ-5kVA/220V/380V    1台

7.1.1 技术参数  

7.1.1.1 输入工作电源： 单相220V或三相380V±5%，50Hz。

7.1.1.2 输出电压和电流： 0～400V，大电流12.5A。

7.1.1.3 输出频率： 30～300Hz，频率调节细度0.1Hz，不稳定度＜0.05%。

7.1.1.4 额定输出容量： 5kVA

7.1.1.5 外形尺寸和重量： 360×230×320mm；8kg

7.1.2 性能特点

7.1.2.1 参数设置：可对试验电压、耐压时间、试验模式、试验电流、等参数进行设置或选择。

7.1.2.2 试验模式：手动试验模式、自动试验模式

a、手动试验模式：具备升压、调谐（含手动、自动）、降压（手控自动）功能等。

b、自动试验模式：进入试验状态后，自动进行调谐、升压、计时、降压、切断主回路并转到试验结果界面。

7.1.2.3 保护功能及其信息提示：具备高压过压、低压过流保护，以及失谐保护、零位、放电保护等多重保护功能。

7.1.2.4 数据存储功能：试验结果保存、回查等。

a、试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存200次试验记录。

b、数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上。

7.1.2.5自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1%。

7.1.2.6 调频范围设定：调频范围可设为20～300Hz。

7.1.2.7 过压保护功能：软件过压保护值，丰富的高压过压保护功能，更具安全性，有效保护人身、设备及试品的安全。

7.1.2.8过电流保护：可人工设定过电流保护值；当整套装置的输出电流达到保护整定值时，自动切除整套装置

7.1.2.9击穿保护：具有放电或闪络保护功能，当高压侧发生对地闪络时，自动切除整套装置。不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内电子元件不会击穿

7.1.2.10断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护

7.2 激励变压器 JLB-5kVA/1kV/3kV/0.2kV/0.4kV     1台

配置特点：将高电压、小电流、短时间与低电压、大电流、长时间的试品试验分开处理，配置不同抽头励磁变，以保证励磁变压器的大利用率及重量轻。10kV以下电缆试验时，使用1kV输出端;10kV变电站电气设备试验时,使用3kV输出端;

7.2.1 技术参数             

7.2.1.1 额定容量：  5kVA

7.2.1.2 输入电压：  0～400V

7.2.1.3 输出电压：    1kV ;3kV;       

7.2.1.4 工作频率范围：  30～300Hz

7.2.1.5 工作时间：  60min

7.2.1.6 外形尺寸和重量：360×280×360mm；65kg 

7.2.1.7 适用范围：  电气主设备试验及电缆试验

7.2.2 性能特点

7.2.2.1 激励变为干式结构，无漏油之虑。

7.2.2.2 高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既是励磁变压器，又是隔离变压器。

7.2.2.3 内置过压保护，防止击穿反击。

7.3 高压谐振电抗器 DK-25kVA/25kV   3台

7.3.1 技术参数

7.3.1.1 额定高工作电压： 25kV（有效值）

7.3.1.2 额定大工作电流： 1A（有效值）

7.3.1.3 额定容量：    25kVA

7.3.1.4 额定电感量：    100H

7.3.1.5工作频率：            30～300Hz

7.3.1.6 工作时间：    60min

7.3.1.7 外形尺寸和重量：      φ230×350mm；25kg/台

7.3.2 性能特点

7.3.2.1 高压谐振电抗器采用真空环氧整体浇注，外有憎水层，防潮性能好，绝缘耐热等级F级，满足干式电抗器国家规范要求。

7.3.2.2 电抗器为便携式，体积小，重量轻。

7.3.2.3 电抗器配有防涡流绝缘底座，串联时分组重叠，以降低总体高度减轻劳动强度，增强安全稳定性。

7.4 电容分压器 FC-80kV/1000pF    1台

7.4.1 技术参数

7.4.1.1 工作方式：     纯电容式

7.4.1.2 额定电压：     80kV有效值

7.4.1.3 额定电容量：  1000pF

7.4.1.4 工作频率：     30～300Hz

7.4.1.5 测量误差：     ＜1.5%

7.4.1.6 外形尺寸和重量：     φ120×1000mm；8kg

7.4.2 性能特点

7.4.2.1 额定电压下可连续运行1小时。

7.4.2.2 在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变。

7.4.2.3 在20℃、0.4～0.5U_N下介损值：≤0.15

7.4.2.4 分压比误差：有效值时≤1.5%，

7.4.2.5 高、低压臂的电容采用一致的介质结构，温度系数小，角位移小，在30~300H内分压比不变。

7.4.2.6 电压测量通过专用测试引线引至变频电源进行测量。