VF型變頻串聯(lián)諧振試驗設備說明書

1、上海國試 VF型變頻串聯(lián)諧振試驗設備VF型變頻串聯(lián)諧振試驗設備使用說明書上海國試電力科技有限公司 ！安全須知.高壓試驗設備的使用人員須具有高壓試驗上崗證。.請用戶按電力安規(guī)168條規(guī)定，在工作電源進入設備前加裝兩個明顯斷開點，當接線或更換被試品時應將兩個斷開點明顯斷開。.試驗前請確保變頻電源、勵磁變壓器、電容分壓器和被試品的接地端安全可靠接地，試驗回路地線應按本說明書要求接地。.根據GB高電壓試驗中要求，高電壓試驗必須采用獨立地，切不可利用現(xiàn)場接地排或二次設備接地系統(tǒng)作高電壓試驗的地。 1 前言VF型變頻串聯(lián)諧振試驗設備，具有體積小、重量輕、安全可靠、等效性好、操作簡便和適合于現(xiàn)場使用等優(yōu)點。

2、整套試驗設備主要有：變頻諧振電源、勵磁變壓器、試驗電抗器和電容分壓器等組成，具有如下技術特點： 輕巧靈活由于變頻諧振電源集調壓、調頻、控制及保護功能為一體，電抗器的Q值較高并且可多級或疊級式、串并聯(lián)使用，大大減輕系統(tǒng)容量，使得整個系統(tǒng)顯得格外輕便靈活，特別適合于現(xiàn)場使用。 安全可靠過電壓保護：保護值可設定；雙重過電流和過熱保護：大功率器件的自身保護和軟件保護相結合；放電保護：當試品擊穿、短路或試品放電時，放電保護動作，變頻諧振電源自動切斷輸出，系統(tǒng)提示發(fā)生放電保護；零位保護：零電壓啟動、零電壓退出； 操作簡便具有手動試驗、自動調諧、自動升壓和自動試驗等多種試驗模式；大屏幕LCD可方便觀察實時數(shù)

3、據；打印機可方便打印試驗結果；2 工作原理變頻串聯(lián)諧振試驗的工作原理如圖1所示。變頻電源輸出30300Hz頻率可調的試驗電壓，由勵磁變壓器升壓后，經諧振電抗器L和試品Cx形成高壓諧振回路，在試品上得到正弦波。諧振電抗器可串、并聯(lián)使用，以保證諧振回路在適當?shù)念l率下發(fā)生諧振。通過調節(jié)變頻電源的輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)；調節(jié)變頻電源的輸出電壓幅值，使試品上的高電壓達到試驗電壓的要求。電容分壓器是純電容式的，用來測量試驗電壓。 圖1 變頻串聯(lián)諧振試驗原理圖當變頻電源通過頻率和電壓的調節(jié)，使試驗回路達到諧振狀態(tài)即f=1/().此時試品Cx上的試驗電壓為電源電壓的Q倍，品質因素Q一般大于30。因此

4、可以看出：【1】 試驗電源容量可降低到試品所需容量的1/倍，即品質因素越高，所需試驗電源容量越小?！?】 當試品擊穿時,諧振回路失去諧振條件,高壓電路和低壓電路的電流會快速減小，對試品破壞小?！?】 由于諧振電抗器L和試品Cx形成高壓諧振回路是一個良好的濾波電路，故試品Cx上的電壓波形為良好的正弦波。3 主要技術性能1 輸出試驗電壓：0250kV(有效值)2 輸出頻率范圍：0.1Hz 300Hz3 頻率調節(jié)分辨率：0.02Hz4 電壓調節(jié)分辨率：0.02%5 試驗電壓波形：正弦波, 畸變率小于1.0%6 工作電源：單相220V（三相380V），50Hz 7 系統(tǒng)測量精度：交流有效值1級，峰值1

5、級8 品質因數(shù)（Q值）：20809 額定負載下允許連續(xù)運作時間：15min（根據用戶要求，可設為30、60min）10工作溫度范圍：10 4511工作濕度范圍：90%RH 不結露12海拔： 2000m13系統(tǒng)具有手動/自動調諧，手動/自動升壓和自動試驗功能。14自動計時，計時結束后自動降壓并可打印試驗結果。15系統(tǒng)具有過電壓保護、過電流保護、放電保護等功能。4 主要部件4.1 變頻諧振電源 2 3 圖2 變頻電源操作面板示意電源開關：將此開關向上扳動，電源接通、綠燈亮。反之為關斷。分閘按鈕：按下分閘按鈕，紅燈滅綠燈亮，高壓回路切斷。合閘按鈕：按下合閘按鈕，綠燈滅紅燈亮，高壓回路接通。功能選擇：

6、用于進行參數(shù)設置、光標移動等。該旋鈕具有二種功能：當按壓旋鈕時可實現(xiàn)參數(shù)設置和光標移動之間的切換；當主旋鈕為參數(shù)設置功能時，旋轉旋鈕可以改變光標處的參數(shù)；當主旋鈕為光標移動功能時，旋轉旋鈕可移動光標。頻率調節(jié)：用于調節(jié)變頻電源輸出頻率。該旋鈕具有二種功能：當按壓旋鈕時可實現(xiàn)粗/細調切換；當正/反旋轉時可增大/減小變頻電源輸出頻率。電壓調節(jié)：用于調節(jié)變頻電源輸出電壓。該旋鈕具有二種功能：當按壓旋鈕時可實現(xiàn)粗調/細調切換；當正/反旋轉旋鈕時可增大/減小變頻電源輸出功率。電源輸入插座：接220V（二相380V）交流電源。變頻輸出插座：接勵磁變壓器。分壓器輸入：經屏蔽電纜連接到電容分壓器。接地端子：應

7、與分壓器補償電容接地端子和試品接地聯(lián)接。大屏幕LCD：具有“初始界面”、“參數(shù)設置”、“試驗過程”、“試驗結果”四個界面（詳見第6章）。打印機：打印輸出試驗結果。4.2 勵磁變壓器勵磁變壓器及接線示意圖如圖4所示。輸入端：與變頻電源的變頻輸出端連接，不分正負極性。輸出端：與諧振電抗器低壓端相連。 并聯(lián)時，輸出a、a接諧振電抗器低壓輸入端，輸出x、x接地。串聯(lián)時，輸出a、接諧振電抗器低壓輸入端，輸出x接地。接地端：應與分壓器補償電容接地端子和試品接地聯(lián)接。低壓大電流（并聯(lián)）：當試品電壓等級較低或試驗電流較大時，可采用并聯(lián)連接法。高壓小電流（串聯(lián)）：當試品電壓等級較高或試驗電流較小時，可采用串聯(lián)連

8、接法。變頻輸入繞組一 輸入X 繞組二輸出a 輸出a 輸出x 輸出x輸入A 輸入X 接地端注意事項：【1】輸出端與諧振電抗器低壓端相連，不可接反?！?】試驗中不用的高壓繞組，應保障一端與相鄰的繞組連接，不得短接?！?】低壓繞組不得接地，也不得短接。 低壓大電流U2/2xI（并聯(lián)） 高壓小電流U2x2/I（串聯(lián)） - U2 - - U2 - - U1 - - U1 - - U2 - - U2 - - U1 - - U1 - 圖4勵磁變壓器接線示意圖4.3 諧振電抗器諧振電抗器接線示意圖如圖5所示。低壓輸入端：與勵磁變壓器的輸出端相連。高壓輸出端：與試品和電容分壓器的高壓端相連。電抗器并聯(lián)使用：當試

9、品容量較大時可把多只電抗器并聯(lián)使用。電抗器串聯(lián)使用：當試品電壓等級較高時，可以把電抗器串聯(lián)使用。注意事項：【1】 低壓輸入端與勵磁變壓器的輸出端相連。高壓輸出端與試品和電容分壓器的高壓端相連，不可接反?！?】 嚴禁將諧振電抗器放于鐵板、車廂等導磁材料上做試驗?！?】 諧振電抗器串聯(lián)使用時注意分壓問題，并聯(lián)使用注意分流問題。 圖5 諧振電抗器接線示意圖4.4 電容分壓器電容分壓器是測試試驗電壓的取樣部件，它由高壓臂C1和低壓臂C2組成，高低壓臂用同種材料做在同一個筒內，測量精度受溫度影響小，測量信號從低壓臂C2引出，作為試驗電壓測量和保護信號。接線端子如圖6所示。高壓端：與試品和諧振電抗器的高壓

10、端相連。測量插座：經屏蔽電纜連接到變頻電源的測量輸入端。接地端子：應與諧振電抗器接地端子和試品接地聯(lián)接為一點后與接地網相連。4.5 補償電容器對試驗頻率有特殊要求的試品，通常借助補償電容進行試驗。對于電纜、GIS試驗一般不需要補償電容，變壓器感應耐壓試驗、外施試驗以及發(fā)電機組耐壓試驗通常需要補償電容。接線端子如圖7所示。 圖6 電容分壓器端子示意圖 圖7 補償電容端子示意圖5 成套系統(tǒng)接線布置 現(xiàn)場試驗接線布置如圖8所示。 圖8 現(xiàn)場試驗接線布置如圖 注意事項：【1】 確?？煽拷影踩厣稀！?】 試驗設備（變頻電源、勵磁變壓器、諧振電抗器、分壓器、試品）應遵照圖8所示一字排開，應盡量靠近被試品

11、。【2】 根據試驗電壓及試驗電流，選擇合適的勵磁變壓器和諧振電抗器接線方法。【3】 變頻電源輸出到勵磁變壓器低壓側引線不得接地、短接?！?】 有條件時，建議操作人員站在橡膠絕緣墊上工作。6 試驗操作步驟第一步：準備工作【1】 檢查設備的完好性，連接電纜無破損、短路和斷路等，各輸入輸出接線是否確和牢固。【2】 檢查接地是否可靠，接地線采用一點接地?！?】 檢查電源輸入電壓是否正確，變頻電源的“電源開關”開關處于關斷位置?！?】 諧振電抗器不可置于鐵板或銅板等導電材料上。第二步： 開 機 【1】 接通220V電源，合上“電源開關”開關，此時綠燈亮、紅燈滅?！?】 當液晶屏提示請按合閘按鈕時，按下合

12、閘按鈕，此時紅燈亮、綠燈滅。液晶屏提示正在合閘，請等待，約90秒后，液晶屏顯示如下，此時按一下主旋鈕進入參數(shù)設置。第三步：參數(shù)設置 試驗時間：被試品耐受試驗電壓的時間。試驗電壓：給被試品所加的試驗電壓。保護電壓：在默認的情況下是按試驗電壓的1.1倍整定。注：若液晶顯示提示：若分壓器用1節(jié)，請在系統(tǒng)設置中設置，表明成套系統(tǒng)所配置的電容分壓器的高壓臂為2節(jié)，若使用1節(jié)必須在系統(tǒng)設置中設置，系統(tǒng)默認為2節(jié)。第四步：試驗模式 【手動調諧】旋轉電壓調節(jié)旋鈕，把輸出功率調節(jié)到2%左右，旋轉頻率調節(jié)旋鈕，當原邊電壓為最小，同時試驗電壓為最大時，此時的頻率就是系統(tǒng)的諧振頻率。當按壓旋鈕時可實現(xiàn)粗/細調切換?！?/p>

13、手動升壓】在系統(tǒng)諧振頻率上，緩慢旋轉電壓調節(jié)旋鈕，逐漸升至試驗電壓。【開始試驗】試驗開始計時，計時結束后，自動降壓并斷開試驗回路，顯示結果界面?！咀詣诱{諧】系統(tǒng)從起始頻率到300Hz智能掃描，尋找系統(tǒng)的諧振頻率?！咀詣由龎骸吭谙到y(tǒng)諧振頻率上，逐步升壓至試驗電壓，當達到試驗電壓時，試驗開始計時，計時結束后，自動降壓并斷開試驗回路，顯示結果界面。【自動試驗】自動完成調諧、升壓和計時。計時結束后，自動降壓并斷開試驗回路，顯示結果界面。第五步：試驗結果【打印結果】按一下主旋鈕即可打印試驗結果。第六步：關 機 關斷“總電源”開關，拉下電源閘刀，使得有明顯斷開點。 拆線或更換試品。7 注意事項【1】試驗設

14、備應定期檢查。存放時應置于干燥、清潔場地?！?】運輸時請確保各設備牢固固定，可適當加以緩震保護?！?】試驗時操作人員不少于2人，應嚴格遵守本單位有關高壓試驗的安全規(guī)程。【4】使用前，操作人員應仔細閱讀使用說明書。8 隨機附件 使用說明書 1份 附件箱1個9 附錄9.1 常用的計算公式諧振頻率：f=1/( )(單位：Hz、H、F；L-電抗器的電感量；C-被試品的電容量)試品電流：Ic=(單位：A、V、Hz、H、F；Uc-被試品兩端的電壓)試品容量：P=Uc*Ic (單位：A、V)品質因素：Q=Uc/U（U-勵磁變壓器的輸出電壓）9.2 系統(tǒng)的參數(shù)配置系統(tǒng)試驗電壓等級和容量取決于試品及試品的容量（

15、包括試品電容和分壓器電容，如果使用了補償電容，補償電容也要計算在內），試驗電壓和試驗頻率。1 交聯(lián)電纜：電纜的電壓等級、電纜的截面積、試驗電纜的長度及電纜要求的諧振頻率范圍。2GIS：電壓等級、間隔數(shù)、每間隔的電容量，允許的試驗頻率范圍。3變壓器和發(fā)電機：試驗電壓、試品的等效電容量以及要求的諧振頻率范圍。9.3 電纜試驗1在試驗A相（B、C相同理），A相連接到高壓源，A相屏蔽層連同其它相、及屏蔽層一起接地，確認無誤后開始加壓。2電纜屏蔽層過電壓保護器短接，并使這一端電纜金屬屏蔽或金屬套臨時接地。 3若電纜頭是與GIS直接連接，在試驗時應使GIS符合運行條件且GIS內部PT、避雷器需斷開。4如果

16、電纜頭安裝在桿塔上，電纜的屏蔽層和非試相連接接地，該接地不可利用桿塔架，需要采用銅箔或裸銅線與串諧系統(tǒng)連成回路。5交聯(lián)電纜相關技術參數(shù)電纜型號電容量（uF/km）導 體截積(mm2) 6/10 kVXLPE電纜8.7/10kVXLPE電纜26/35kV XLPE電纜64/110kV XLPE電纜500.240.190.11700.270.220.12950.300.240.131200.330.260.141500.360.280.151850.390.310.160.132400.430.340.180.143000.470.370.190.164000.530.420.210.175000

17、.600.440.240.196300.670.470.260.218000.280.2310000.300.2412000.2614000.2716000.2818000.30200022009.4 GIS試驗GIS是把斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器等組合在一起，并以SF6氣體絕緣的電力設備，一般由2-18個間隔組成。對于110kV以下電壓等級的大多采用三相共一金屬筒，220kV以上電壓等級多采用每項一筒結構。根據IEC517:1990標準規(guī)定（等同于GB7674-1997），GIS交流試驗電壓為出廠試驗電壓的80，頻率范圍30-300Hz，下表是各電壓等級GIS的參數(shù)表系

18、統(tǒng)電壓等級每間隔電容量最大電壓出廠試驗電壓交接試驗電壓試驗時間110kV600-800p126(145)231(275)184（220）1min220 kV800-1000p252395(462)316（370）1min500 kV1000-1500p550680(740)544（592）1min1 試驗時，試驗相接高壓，高壓引線需采用專用無暈引線，非試驗兩相連同GIS外殼接地；2 試驗必須在各氣室SF6氣體壓力在額定下，并且充氣24小時后測量氣體含水量在合格范圍內，處于可運行狀態(tài)，由現(xiàn)場確認無誤后，方能試驗;3 試驗電壓從試品輸出套管上加入，GIS內的電壓互感器應拆除（如GIS廠家同意，可以

19、連同加壓，但試驗頻率須大于100Hz），CT二次應短接，避雷器連接處應斷開后，方能試驗;4 GIS試驗要考慮氣體原因，做設備額定相電壓15min和額定線電壓5min老煉。5 試驗時，須采用專用接地線與GIS殼體連接并可靠接地，切不可利用現(xiàn)場接地排作地線連接。9.5 變壓器工頻耐壓試驗1試驗頻率通常在45-65Hz。2被試驗繞組和非試驗繞組須短接，且非試驗繞組短接后須接地，原則：試品上不可有懸浮電位。3試驗時串諧系統(tǒng)地應與變壓器外殼采用專用接地線連接。435kV全絕緣變壓器工頻耐壓等效電容量變壓器容量（kVA）630200031506300 1250020000 高壓-低壓、地（pF）27004100 5600 7900 8700 15000 低壓-高壓、地（pF）4200 6