一、簡介
運用串聯諧振的原理,通過調節變頻控制器的輸出頻率,使得迴路中的電抗器的電感L和試品電容C發生串聯諧振,諧振電壓即為試品上所加電壓。該裝置廣泛套用於電力、冶金、石油、化工、等行業,適用於大容量、高電壓的電容性試品,如發電機、變壓器、GIS、高壓交聯電纜、互感器、套管等的交接實驗和預防性試驗。且利用這一技術採用16位精細調頻、10KHZ載波頻率、SPWM和進口原裝IPM整體模組設計、製造的調頻串並聯諧振成套試驗裝置,完全符合國家有關高壓實驗的規程和要求。英文串聯諧振耐壓實驗儀(Series-resonant voltage test instrument)
二、工作原理
通過調頻控制器提供供電電源,試驗電壓由勵磁變壓器經過初步升壓後,使高電壓加在電抗器L和被試品CX上,通過改變調頻控制器的輸出頻率,使迴路處於串聯諧振狀態;調節變頻控制器的輸出電壓,使試品上高壓達到所需要的電壓值。迴路的諧振頻率取決於被試品電容CX和電抗器的電感L,諧振頻率。
三、技術參數
環境溫度:-10~45℃ | 額定試驗容量:0~8000KVA | 不穩定度:≤0.05% |
工作濕度:≤90% | 諧振電壓:0~1000KV | 輸出波形:正弦波 |
海拔:≤2000M | 頻率調節範圍:0.1~300Hz | 波形畸變率:≤0.5% |
電源輸入:220V±10%單相 輸出0~220V( ≤10KW) | 系統測量精度:0.5級 | 噪聲:≤60dB |
380V±10%三相, 50Hz 輸出0~40V | 頻率調節分頻率:0.01Hz | 電抗器Q值:30~200 |
四、產品特點
大螢幕顯示試驗數據、試驗狀態,並有實時操作步驟提示功能
能靈活整定實驗電壓、調頻範圍、加壓時間
試驗結果能計算出被試品電容
具有計算機通訊接口,便於通訊和試驗數據管理
體積小、重量輕、操作方便
解析度高、頻率解析度為0.001HZ
安全可靠高、系統具有過電流、過電壓及放電保護功能,可有效保護人身及設備安全
試驗結果可列印
可升級造作軟體
五、試驗方法
先在低電壓下調到系統諧振點,然後再升高試驗電壓幅值,達到試品上規定的電壓值,在次電壓下,維持規定的時間後,在降低電壓到零,這就完成了整個試驗過程
六、現狀分析
國內外有關部門為什麼廣泛推薦採用交流耐壓取代直流耐壓? 隨著國民經濟的發展以及城網供電電壓等級的提高,交聯聚乙烯絕緣電力電纜(XLPE)以其合理的工藝和結構,優良的電氣性能和安全可靠的運行特點,在國內外獲得越來越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領域更取得了巨大的進展。與充油電纜相比,交聯電纜敷設安裝方便,運行維護簡單,不存在油的淌流問題。但是,近年來的運行和研究表明,交聯聚乙烯電纜的絕緣在運行中易產生樹枝化放電,造成絕緣老化破壞,嚴重地影響了交聯聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此,充分認識交聯電纜的絕緣特性,及時有效地發現和預防絕緣中存在的某些缺陷,對保障設備乃至系統的安全運行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗原理,認為在現場對交聯電纜實施交流耐壓試驗是必要和可行的。 為了保證電纜安全可靠運行,有關的國際標準對電纜的各種試驗做了明確的規定。主要試驗項目包括:測量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中測量絕緣電阻主要是檢驗電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗是同步進行的,其目的是發現絕緣中的缺陷。但是近年來國內外的試驗和運行經驗證明:直流耐壓試驗不能有效地發現交聯電纜中的絕緣缺陷,甚至造成電纜的絕緣隱患。德國Sechiswag公司在1978~1980年41個迴路的10 kV電壓等級的XLPE電纜中,發生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV電壓等級XLPE電纜投運超出9 000 km,發生故障107次,國內也曾多次發生電纜事故,相當數量的電纜故障是由於經常性的直流耐壓試驗產生的負面效應引起。因此,國內外有關部門廣泛推薦採用交流耐壓取代傳統的直流耐壓。 上世紀80年代至90年代中期,加拿大、德國、美國等先進國家制定了相應的交流耐壓試驗標準並推廣套用。從90年代末開始,我國的廣東、北京、上海、浙江、山東等地出台了對xlpe電纜做交流試驗的暫行規定。國標GB50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》推薦採用變頻串聯諧振耐壓方式。
與傳統的試驗變壓器相比,優點在哪?
變頻諧振的優點主要有以下幾點: 1.操作簡單,體積小,重量輕,非常方便現場使用及搬運 (體積與重量約為傳統試驗變壓器的1/10~1/30); 2.對現場電源要求低,220V或380V皆可; 3.試驗等效性好; 4.特有低諧波專利技術,武高所實測諧波含量低於0.3%,遠低於國標不大於5%的要求,極大的保護了主變、發電機等設備不受高壓諧波損傷; 5.通過權威機構--武漢高壓研究所嚴格的型式試驗鑑定,確保人員及設備安全; 在東北電科院組織的2008年全國設備大比武中名列前茅; 6.符合國標要求有監測峰值功能,可實時監測高壓試驗波形; 7.一鍵滑鼠旋鈕式操作,大液晶螢幕,“傻瓜式”簡單易用; 8.自帶微型印表機,隨時列印保存試驗數據; 9.過壓、過流、放電、過熱及零啟動保護全面可靠,動作時間1微秒; 特別提醒:做試驗時,電抗器要放平,地面不要潮濕,最好放置一塊厚的絕緣板
常見故障及解決方法
1.主機找不到諧振點。 原因:系統諧振點在主機的輸出頻率範圍之外;系統接線錯誤; 系統未可靠接地;高壓採樣反饋信號開路或連線不可靠;試品有故障。 排除方法: 1)檢查接地裝置可靠,接地連線線是否有斷開點; 2)檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷; 3)檢查每一隻電抗器的通斷; 4)檢查分壓器的信號線的通斷; 5)檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷; 6)裝置自身升壓時沒有諧振點,還需要檢查補償電容器的通斷; 2.主機復位。 原因:主機供電電源波動;外界強磁場干擾;主機未可靠接地; 3.Q值偏低,即電壓升不上去,或升不高。 現象: 1)調諧曲線是一條曲線,有較低的尖峰; 2)試驗時一次電壓較高,高壓卻較低,甚至在沒有升到試驗電壓時,一次電壓已經到達額定電壓,迴路自動降壓; 原因: 1)電抗器與試品電容量不匹配,沒有準確找到諧振點; 2)試品損耗較高,系統Q值太低; 3)勵磁變壓器高壓輸出電壓較低; 4)高壓連線線過長或沒有採用高壓放暈線 排除方法: 1)將補償電容器並接入試驗迴路,加大迴路電容量; 2)儘可能將多隻電抗器串聯,提高迴路電感量; 3)提高勵磁變壓器的輸出電壓; 4)乾燥處理被試品,提高被試品的絕緣強度,減少迴路的有功損耗; 5)一般在設備較高電壓輸出時,採用高壓放暈線,或將普通高壓輸出線改為較短的連線,一般不超過5米。 4.電源跳閘。 原因:諧振系統迴路短路。