电缆耐压变频串联谐振试验装置
发布时间：2016-11-29 08:51 来源：华电国威
本串联谐振试验装置主要是针对35KV电缆和10kV电缆耐压。
1、满足300mm2,10kV 电缆交流耐压试验，长度4km，电容≤1.48uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。
2、满足240mm2,35kV 电缆交流耐压试验，长度1.5km，电容≤0.245uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤52kV。
3、满足35kV以下开关,变压器,母线交流耐压试验，试验频率30~300Hz,试验电压U≤100kV
容量的确定：
满足300mm2,10kV 电缆交流耐压试验，长度3km，电容≤1.11uF,试验频率30~300Hz,试验电压U≤22kV。
频率取30Hz
试验电流 I=2πfCU试 =2π×30×1.11×10-6×22×103=4.6A
对应电抗器电感量 L=1/ω2C=25H
设计四节电抗器，将四节电抗器并联使用,则单节电抗器的参数为40.5kVA/27kV/1.5A/100H，装置总容量为162kVA。
验证：1.满足240mm2,35kV 电缆交流耐压试验，长度3km，电容≤0.245uF,
试验频率30~300Hz,试验电压U≤52kV。
使用电抗器二节串联二组并联，此时电感量为L=100*2/2=100H,
试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√100×0.245×10-6)=32.1Hz。
试验电流I=2πfCU试 =2π×32.1×0.245×10-6×52×103=2.6A。
结论：装置容量定为162kVA/108kV/27kV，分四节电抗器，电抗器单节为40.5kVA/27kV/1.5A/100H，使用电抗器组合能满足上述被试品的试验要求。
谐振耐压试验装置技术规范及性能
系统技术参数
1.1 额定输出电压： 0～108kV
1.2 谐振电压波型： 正弦波，波形畸变率＜1.0%
1.3 最大被试品电流； 1.5A
1.4 最大试验容量： 162kVA
1.5 输出频率： 30～300Hz
1.6 工作时间： 满功率输出下，连续工作时间60min
1.7 品质因素： 30～90
1.8 输入工作电源： 单相220V或三相380V±10%，50Hz
1.9 环境温度： －15℃～+40℃
1.10 相对湿度： ＜90RH%，无凝露状况
1.11 海拔高度： ＜3500m
1.12 噪声： ≤50dB
2 系统的性能特点
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，完全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。
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。
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。
试验时使用关系表
设备组合
试品 |
电抗器40.5kVA/27kV
四节 |
激励变压器输出端选择 |
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满足10kV/300mm2电缆, (试验电压22kV,试验时间5min) |
长度750m以下 |
使用电抗器一节 |
1.5kV |
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长度750~1500m |
使用电抗器二节并联 |
1.5kV |
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长度1500~2250m |
使用电抗器三节并联 |
1.5kV |
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长度2250~3000m |
使用电抗器四节并联 |
1.5kV |
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满足35kV/240mm2电缆, (试验电压52kV,试验时间60min) |
长度750m以下 |
使用电抗器二节串联 |
3kV |
|
长度750~1500m |
使用电抗器二节串联二组并联 |
3kV |
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满足35kV开关,变电站系统, (试验电压100kV,试验时间1min) |
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使用电抗器四节串联 |
5kV |
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满足35kV以下变压器, (试验电压68kV,试验时间1min) |
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使用电抗器四节串联 |
3kV |
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满足10kV电动机, (试验电压16kV,试验时间1min) |
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使用电抗器一节或多节并联 |
3kV |
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主要部件的技术规范及性能
1 变频电源控制箱 GWXZ-10kVA/220V/380V 1台
1.1 技术参数
1.1.1 输入工作电源： 单相220V或三相380V±5%，50Hz。
1.1.2 输出电压和电流： 0～400V，最大电流25A。
1.1.3 输出频率： 30～300Hz，频率调节细度0.1Hz，不稳定度＜0.05%。
1.1.4 额定输出容量： 10kVA
1.1.5 外形尺寸和重量： 360×340×320mm；15kg
1.2 性能特点
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。
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。
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。
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。
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%。
1.2.6 调频范围设定：调频范围可设为20～300Hz。
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。
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
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
1.2.10断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护
2 激励变压器 GWJLB-10kVA/1.5kV/3kV/5kV/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最大利用率及重量最轻。10kV电缆等电气设备试验时，使用1.5kV输出端；35kV电缆试验时，使用3kV输出端。
2.1 技术参数
2.1.1 额定容量： 10kVA
2.1.2 输入电压： 0～400V
2.1.3 输出电压： 1.5kV ；3kV ;5kV
2.1.4 工作频率范围： 30～300Hz
2.1.5 工作时间： 60min
2.1.6 外形尺寸和重量：360×280×360mm；45kg
2.1.7 适用范围： 电气主设备试验及电缆试验
2.2 性能特点
2.2.1 激励变为干式结构，无漏油之虑。
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。
2.2.3 内置过压保护，防止击穿反击。
3 高压谐振电抗器 GWDK-40.5kVA/27kV 4台
3.1 技术参数
3.1.1 额定最高工作电压： 27kV（有效值）
3.1.2 额定最大工作电流： 1.5A（有效值）
3.1.3 额定容量： 40.5kVA
3.1.4 额定电感量： 100H
3.1.5工作频率： 30～300Hz
3.1.6 工作时间： 60min
3.1.7 外形尺寸和重量： φ300×350mm；40kg/台
3.2 性能特点
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。
4 电容分压器 GWFC-110kV/1000pF 1台
4.1 技术参数
4.1.1 工作方式： 纯电容式
4.1.2 额定电压： 110kV有效值
4..1.3 额定电容量： 1000pF
4.1.4 工作频率： 30～300Hz
4.1.5 测量误差： ＜1.5%
4.1.6 外形尺寸和重量： φ120×1000mm；8kg
4.2 性能特点
4.2.1 额定电压下可连续运行1小时。
4.2.2 在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变。
4.2.3 在20℃、0.4～0.5UN下介损值：≤0.15
4.2.4 分压比误差：有效值时≤1.5%，
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。
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。
系统配置：
|
序号 |
设备名称 |
规 格 |
单位 |
数量 |
备 注 |
|
1 |
变频电源控制箱 |
GWXZ-10kVA/220V/380V |
台 |
1 |
10kVA，30～300Hz |
|
2 |
激励变压器 |
GWJLB-10kVA/1.5kV/3kV/0.2kV/0.4kV |
台 |
1 |
10kVA，30～300Hz，60min
输出电压:1.5kV；3kV;5kV |
|
3 |
高压谐振电抗器 |
GWDK-40.5kVA/27kV |
台 |
6 |
27kV，1.5A，100H，60min |
|
4 |
电容分压器 |
GWFC-110kV/1000pF |
台 |
1 |
110kV，1000pF，精度1.5级，
纯交流 |
