國電西高GDTF-88kVA-44kV類型變電站變頻串聯(lián)諧振試驗裝置產品技術方案書

DL/T849.6-2004《電力設備專用測試儀器通用技術條件：高壓諧振試驗裝置》

DL/T846-2004《高電壓測試設備通用技術條件》

GB50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》

JB/T9641-1999《試驗變壓器》

GB10229《電抗器》

GB/T.311-1997《高壓輸變電設備的絕緣與配合》

GB4793-1984《電子測量儀器安全要求》

GB2900《電工名詞術語》

GB4208《外殼防護等級》

GB191《包裝貯運標志》

GB/T16927-1997《高電壓試驗技術》

DL/T596-2005《電力設備預防性試驗規(guī)程》

GB/T16927.1~2-1997《高電壓試驗技術》

GB4793-1984《電子測量儀器安全要求》

二、產品關鍵字：

變電站變頻串聯(lián)諧振試驗裝置、交流耐壓諧振裝置、變頻諧振升壓裝置、變頻諧振、變頻串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振變壓器、串聯(lián)諧振試驗設備、串聯(lián)諧振高壓耐壓裝置，變頻串聯(lián)諧振裝置，調諧耐壓試驗裝置，調諧高壓發(fā)生器。耐壓裝置、工頻耐壓試驗、工頻耐壓試驗裝置、變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗裝置、變頻諧振、調頻串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置、串聯(lián)諧振試驗設備、電纜耐壓試驗裝置、工頻耐壓試驗裝置、高壓交聯(lián)電纜交流耐壓試驗設備、交流耐壓試驗裝置、調頻諧振、便攜式電纜交流耐壓試驗裝置，發(fā)電機交流耐壓試驗裝置，GIS交流耐壓試驗設備、高壓交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗、發(fā)電機的交流耐壓試驗、開關柜，GIS和SF6開關的交流耐壓試驗、變壓器的工頻耐壓試驗、母線，套管，互感器的交流耐壓試驗、變電站電器設備交流耐壓諧振裝置、變電站電力設備耐壓諧振裝置、變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗裝置、調頻串聯(lián)諧振、電纜交流耐壓試驗設備、調頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗裝置，變頻諧振耐壓裝置，串諧試驗裝置，串諧耐壓裝置、發(fā)電機耐壓試驗裝置，變頻諧振耐壓試驗裝置、變電站一次電氣設備交流耐壓試驗等。

三、工作原理：

通過變頻電源提供供電電源，試驗電壓由勵磁變壓器經過初步升壓后，使高電壓加在電抗器L和被試品Cx上，通過改變變頻電源的輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)。保持該頻率不變，調節(jié)變頻電源的輸出電壓，使試品上的電壓達到所需的較高試驗電壓。回路的諧振頻率取決于被試品的電容Cx和電感L，諧振頻率f=1/（2π√LC）。它是用小容量低電壓的電源獲得高電壓大容量的輸出，是當前高壓試驗的一種新方法，已得到廣泛的應用。

四、被試品對象及試驗要求（被試品客戶提供）：

1、10kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.751uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

2、10kV互感器、開關、GIS等變電站設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，試驗時間1min。

3、10kV/20000kVA主變的交流耐壓試驗，電容量≤0.01uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓35kV，試驗時間1min。

4、10kV發(fā)電機的交流耐壓試驗，電容量≤0.19uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓22kV，試驗時間1min。

五、使用環(huán)境：

1、環(huán)境溫度：－100C–500C；

2、相對濕度：≤90%RH；

3、海拔高度:≤1000米；

六、功能簡述：

變電站變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是在DL/T849.6-2004《電力設備專用測試儀器通用技術條件第6部分：高壓諧振試驗裝置》的基礎上，國電西高主要針對500KV及以下變電站一次電氣設備交流耐壓試驗進行設計制造。

可按規(guī)程要求滿足變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6開關、電纜、套管等容性設備交流耐壓試驗。既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又可滿足低電壓、大電流的設備試驗條件要求。適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，具有較寬的適用范圍。是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設備。廣泛應用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)。

該系統(tǒng)主要由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、電容式分壓器、高壓補償電容等組成。耐壓試驗原理圖，如下圖所示。

七、裝置特點：

1、本裝置通過中國質量認證中心的ISO9001國際質量體系認證（CQC)；

2、通過國家權威部門--電力工業(yè)電氣設備質量檢驗測試中心（武漢高壓研究所）嚴格校驗；

3、配置30Hz－300Hz變頻控制源，其保護功能強，輸出波形好，穩(wěn)定性好，具備多種工作模式，操作方便，而且采用220V或380V兩種電源，方便現(xiàn)場取電；

4、做同電壓等級、同容量的變電站工頻交流耐壓試驗其設備整體重量大大減輕，且單件設備重量是傳統(tǒng)設備的1/5，徹底解決現(xiàn)場搬運困難問題；

5、配置靈活，擴展功能強。可選配不同類型電抗器或采用多節(jié)串并聯(lián)的方式，滿足電力系統(tǒng)所有容性試品試驗要求；

6.裝置既可以做變電站設備交流耐壓試驗，也可以做電纜的交流耐壓試驗，實現(xiàn)一機多用，性價比高；

7、電抗器部分采用干式環(huán)氧澆注，耐沖擊，美觀可靠，可任意放置；

8、所需電源容量大大減?。捍?lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q；

9、設備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30；

10、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿；

11、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患；

12、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃落電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現(xiàn)任何恢復過電壓；

13、全套系統(tǒng)使用精加工的傳動機構，大大低了設備運行的噪音；

14、遵循國標要求，有監(jiān)測電壓真有效值功能，可實時監(jiān)測試驗電壓波形；

15、過壓,過流,放電,過熱及零啟動保護全面可靠,動作時間可達us級；

16、設備可選微型打印機，及時打印保存試驗數(shù)據(jù)；

17、設備軍用標準抗振和防塵及防潮設計，耐長途顛簸和嚴酷自然環(huán)境；

18、楔形導流風道，提高散熱能力，大大延長使用壽命；

19、大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數(shù)的設置；

20、獨有軟件校準功能，方便用戶校準表計，確保高電壓值準確度；

21、歐洲威圖設計鋁合金標準機箱,立臥兩用,輕便耐用,美觀大方，現(xiàn)場使用方便；

22、主要器件采用原裝進口，例如德州儀器，英特爾，西門子，施耐德，東芝，富士等；

23、在單體重量超過100kg時，可選配我公司專用小型自動起吊裝置。

八、功能特點：

1、可顯示諧振電壓、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間；

2、具備高壓過壓、低壓過流，以及失諧、零位、閃絡、緊急停機、欠壓等多重保護功能；

3、可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩(wěn)定性；

4、全自動、半自動、手動三種操作模式以及電容，電感，頻率互換計算、參數(shù)查詢等功能；

5、具備升壓、調諧、分階段加壓和階段計時、運行狀態(tài)、模式切換、故障提示等功能；

6、試驗結果保存、打印、上傳、回查等數(shù)據(jù)存儲功能，可保存50次試驗記錄；

7、系統(tǒng)可自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓，電壓穩(wěn)定度可達1.0%；

8、頻率調節(jié)分為粗調/細調，自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在試驗過程不發(fā)生漂移；

9、調頻范圍可按需設置，最大限度的加快調諧過程；

10、頻率分辨率根據(jù)需要預設，在調諧效率與調諧精準度之間取得優(yōu)化平衡；

11、自動錯誤診斷，易于發(fā)現(xiàn)和解決問題；

12、系統(tǒng)諧振后具有很好的濾波特性，產生的直流電壓優(yōu)于交直流試驗變壓器出來的電壓；

13、在高壓回路里串入整流裝置，配備微安表、放電棒即可完成直流耐壓泄露試驗（選配）；

14、可顯示歷史數(shù)據(jù)，配有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印，儀器可自帶打印機（選配）。

九、主要技術參數(shù)：

1、額定容量：88kVA；

2、輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；

3、額定電壓：44kV；22kV

4、額定電流：2A；4A；

5、工作頻率：30-300Hz；

6、裝置輸出波形：正弦波；

7、波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；

8、工作時間：額定負載下允許連續(xù)5min；過壓1.1倍1分鐘；

9、溫升：額定負載下連續(xù)運行5min后溫升≤65K；

10、品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；

11、保護功能：對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；

12、測量精度：系統(tǒng)有效值1.5級。

十、裝置容量確定

設計兩節(jié)電抗器，則單節(jié)電抗器為44kVA/22kV/2A/55H，裝置總容量為88kVA。

驗證：1、10kV/300mm2電纜2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.751uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

使用電抗器兩節(jié)并聯(lián)，則L=55/2=27.5H，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√27.5×0.751×10-6)=35.02Hz

試驗電流：I=2πfCU試=2π×35.02×0.751×10-6×22×103=3.64A

2、10kV發(fā)電機的交流耐壓試驗，電容量≤0.19uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓22kV，試驗時間1min。

使用電抗器一節(jié)，則L=55H，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√55×0.19×10-6)=49.23Hz

試驗電流：I=2πfCU試=2π×49.23×0.19×10-6×22×103=1.29A

裝置容量定為88kVA/44kV，分兩節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為44kVA/22kV/2A/55H，使用電抗器串并聯(lián)能滿足上述被試品的試驗要求。

試驗時設備使用關系列表

十一、系統(tǒng)配置及詳細參數(shù)

1、激勵變壓器GDJL-6kVA/1.5/3/0.4kV1臺；

1) 額定容量：6kVA；

2) 輸入電壓：0-400V，單相；

3) 輸出電壓：1.5/3kV；

4) 結構：干式；

5) 重量：約35kg。

2、變頻電源GDTF-6kW/220/380V1臺；

1）額定輸出容量：6kW；

2）工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻；

3）輸出電壓：0–400V，單相；

4）額定輸入電流：15A；

5）額定輸出電流：15A；

6）電壓分辨率：0.01kV；

7）電壓測量精度：1.0%；

8）頻率調節(jié)范圍：30–300Hz；

9）頻率調節(jié)分辨率：≤0.1Hz；

10）頻率穩(wěn)定度：0.1%；

11）運行時間：額定容量下連續(xù)5min；

12）額定容量下連續(xù)運行5min元器件最高溫度≤65K；

13）噪聲水平：≤50dB；

14）可實現(xiàn)以下功能：

①變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現(xiàn)場操作及觀察；

②內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩(wěn)定性和可靠性；

③參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)；

可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數(shù)查詢等,還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩(wěn)定性；

④參數(shù)設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數(shù)的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數(shù)設置提示以及幫助等參數(shù)進行設置或選擇；

⑤試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態(tài)。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等；

⑥保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能；

⑦數(shù)據(jù)存儲功能：試驗結果保存（手動保存）、打印、上傳、回查等

a. 試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數(shù)，當試驗發(fā)生中斷時，可提示中斷狀態(tài)?？蓪?shù)保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄；

b. 數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗結果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設備所攜帶打印機打?。唬ù蛴C屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）

⑧自動穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓，電壓穩(wěn)定度可達1.0%；

⑨調頻范圍及頻率分辨率均可設定：調頻范圍可設為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調諧過程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調諧效率與調諧精準度之間取得優(yōu)化平衡；

⑩頻率調節(jié)分為粗調和細調，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移；

15）重量：約9.2kg；

3、高壓電抗器GDDK-44kVA/22kV2節(jié)；

1）額定容量：44kVA；

2）額定電壓：22kV；

3）額定電流：2A；

4）電感量：55H/單節(jié)；

5）品質因素：Q≥30(f=45Hz)；

6）結構：干式；

7）重量：約48kg；

4、電容分壓器GDFR-50kV/3000pF1套；

1）額定電壓：50kV

2）高壓電容量：3000pF；

3）介質損耗：tgσ≤0.5%；

4）分壓比：1000：1

5）測量精度：有效值1.5級；

6）重量：約10kg；

5、補償電容器GDBC-35kV/50000pF1套；

1）額定電壓：35kV；

2）高壓電容量：50000pF；

3）重量：約10kg。

十二、供貨清單一覽表

十三、驗收及技術培訓：

1、交貨后供方須派技術人員指導用戶進行1次現(xiàn)場實測，以驗證儀器性能；

2、賣方應負責對買方進行現(xiàn)場培訓，并提供相應的培訓資料；

十四、技術服務：

1、設備的免費質保期不低于1年；

2、設備終身維修；

3、系統(tǒng)軟件終身免費升級；

4、賣方長期為買方提供備件采購和供應服務；

十五、相關技術資料：

請查看附件。