變頻串聯(lián)聯(lián)諧振成套耐壓試驗裝置實驗變壓器操作手冊

目錄:

第·一章  產(chǎn)品概述

第二章  TDBP-300kVA/300kV串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置主要技術(shù)參數(shù)

第三章　TDBP-300kVA/300kV串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置主設(shè)備應(yīng)用

第四章  變頻電源詳細(xì)使用介紹

第五章  變頻電源通用說明

第六章　常見故障排除

第七章  相關(guān)資料

第·一章   產(chǎn)品概述

該裝置主要針10kV、35kV電纜，發(fā)電機以及110kV及以下電力主變壓器、母線開關(guān)等所有電氣主設(shè)備的交流耐壓試驗設(shè)計制造。電抗器采用多只分開設(shè)計，既可滿足高電壓、小電流的設(shè)備試驗條件要求，又能滿足象10kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求，具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。

該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。

串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點：

1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)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。

2、設(shè)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(diào)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。

3、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。

4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)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。

5、不會出現(xiàn)任何恢復(fù)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(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡(luò)電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)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(fù)過電壓。

我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術(shù)特點：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃落時閃落保護動作并能記下閃絡(luò)電壓值，以供試驗分析。

2、整個裝置單件重量很輕，最·大不超過40kg，便于現(xiàn)場使用。

3、裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。

工作模式為：全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式、

4、能存儲，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便的幫助用戶識別和查找。

5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。

6、采用了DSP平臺技術(shù)，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。 

第二章  TDBP-300kVA/300kV串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置主技術(shù)參數(shù)

（一）TDBP-指生產(chǎn)廠家代碼

（二）TDBP-300kVA/300kV變頻串聯(lián)諧振成套耐壓試驗裝置主技術(shù)指標(biāo)

1．額定電壓：

50kV---滿足10 kV電纜交流耐壓試驗；

45kV---滿足35kV電纜，35kV系統(tǒng)交流耐壓試驗；

300kV---滿足110kV系統(tǒng)的交流耐壓試驗；

2．輸出電壓波形畸變率：<1.0％

3.允許連續(xù)工作時間：額定條件下一次性工作30分鐘，在對35kV電纜耐壓時，滿足連續(xù)工作60分鐘

4．裝置自身品質(zhì)因數(shù)：Q>50

5．火力發(fā)電機試驗時滿負(fù)荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>10（與負(fù)載相關(guān)）

6．電纜試驗時滿負(fù)荷下品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負(fù)載相關(guān)）

7．主變壓器試驗滿負(fù)荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>30（與負(fù)載相關(guān)）

8. GIS，開關(guān)等試驗滿負(fù)荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>50（與負(fù)載相關(guān)）

9．輸入電源：單相380V

10．頻率調(diào)節(jié)范圍：20Hz～300Hz

11．系統(tǒng)測量精度：1.5％

12．裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能

（三）設(shè)備遵循標(biāo)準(zhǔn)     

《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》       GB50150-2006

《高壓諧振試驗裝置》                           DL/T 849.6—2004  

《電抗器》                                     GB10229.88

《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》                     DL/T596-1996

《耦合電容器和電容分壓器》                    IEC358(1990)

（四）設(shè)備主要配置及技術(shù)參數(shù)說明：

1.變頻電源一臺：

額定功率：20kVA；

輸入電壓：單相220V或380V±10% 45～65Hz

輸出電壓：0～400V可調(diào)

輸出電壓頻率：30～300Hz  

0.1Hz步進可調(diào)

頻率不穩(wěn)定度≤0.02%

輸出電流：0～50A

2.高壓電抗器（共6臺）：50kV/1A

額定工作電壓：50kV

額定工作電流：1A

額定電感量：100H

連續(xù)工作時間：60min

溫    升：小于60度

工作頻率：30~300Hz 

3.激勵變1臺：                                     

額定容量：20kVA

輸入電壓：200V/400V

輸出電壓：10/20kV,10kV用于132kV變壓器交流耐壓試驗;20kV用于132kV變電站交流耐壓試驗。

4.電容分壓器一臺：300kV純電容式：

   自身電容量：500pF

   工作頻率：30～300Hz

   不確定度：1.5%

   額定電壓:150kV/1000pF，300kV/500pF

5．測試線及附件壹套：

1) 內(nèi)部連接線             1套

2) 電抗器絕緣底座         2只

3) 均壓球                 2只

4) 分壓器支架             1套

5) 使用說明書             1份

6) 試驗報告               1份

   第三章　TDBP-300kVA/300kV串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置設(shè)備應(yīng)用

 （一）交聯(lián)乙烯電纜的交流耐壓

1、10kV電纜300mm2長度不大于3.0km，試驗電壓為21.75kV，試驗頻率為30Hz～300Hz

(1)電纜長度：3km 截面積：300mm2對應(yīng)的電容量范圍為1.11μF,最·高耐壓試驗值21.75kV

(2)諧振頻率：1/6.28×√16.8×1.11×10-6=36.8Hz

36.8Hz下最·大被試電容量時的試驗電流：36.8×6.28×1.11×10-6×21.75×103=5.6A。

(3)選擇設(shè)備：20kW變頻電源；50kV/1A電抗器六臺并聯(lián)；20kVA（10kV/2A）激勵變；135kV分壓器；

2、35kV電纜300mm2長度不大于1km，試驗電壓為52kV，試驗頻率為30Hz～300Hz。

(1)電纜長度：1km 截面積：300mm2對應(yīng)的電容量范圍為0.19μF， 最·高耐壓試驗值52kV

(2)諧振頻率：1/6.28×√72×0.19×10-6=43Hz

43Hz下最·大被試電容量時的試驗電流：43×6.28×0.19×10-6×52×103=2.6A。

(3)選擇設(shè)備：20kW變頻控制源；50kV/1A電抗器 二臺串三組并聯(lián)；20kVA（20kV/1A）激勵變；135kV分壓器；

3、電纜耐壓時電抗器選用說明

  （1）上述配置是按照最·長電纜計算出的配置方案；

 （2）對短電纜試驗時，為了達到諧振，一般將三節(jié)電抗器串聯(lián)（三節(jié)電抗器串聯(lián)時，與150kV分壓器的電容量可以自身諧振）；

（二）變壓器、開關(guān)等的交流耐壓試驗

1、110kV及以下電壓等級的變壓器等主電氣設(shè)備的交流耐壓試驗，

⑴110kV主變：對應(yīng)的電容量范圍為5000pF~15000pF， 最·高耐壓試驗值160kV，試驗頻率為45Hz～65Hz。

⑵諧振頻率：1/6.28×√600×0.015×10-6=53Hz

53Hz下最·大被試電容量時的試驗電流：53×6.28×0.015×10-6×160×103=0.79A

⑶選擇設(shè)備：20kW變頻控制源；50kV/1A電抗器六臺串聯(lián)；20kVA（20kV/1A）激勵變；270kV分壓器；

2、110kV及以下電壓等級的變電站主電氣設(shè)備的交流耐壓試驗，試驗頻率為30Hz～300Hz，電抗器的使用方式全部電抗器串聯(lián)成組使用

（1）110kV開關(guān)：對應(yīng)的電容量忽略不計， 最·高耐壓試驗值200kV

（2）諧振頻率：1/6.28×√600×600×10-12=265Hz

265Hz下最·大被試電容量時的試驗電流：265×6.28×0. 6×10-9×200×103=0.19A，

（3）選擇設(shè)備：20kW變頻控制源；50kV/1A電抗器六臺串聯(lián)；20kVA（10kV/2A）激勵變；270kV分壓器；

所以對于開關(guān)母線等斷口電容小的試品也可以進行試驗。

第四章  變頻電源詳細(xì)使用介紹

4.1.設(shè)備基本說明

4.1.1.電源：

l  將單相220V或三相380V直接與變頻電源的“輸入”連接，當(dāng)電源為220V時，接輸入A，C兩相，當(dāng)電源為380V時接A，B，C三相。

4.1.2.操作面板說明

電源開關(guān)：負(fù)責(zé)計算機部分的電源供給或斷開。

復(fù)位：負(fù)載失諧、變頻源過熱以及其它保護動作后的故障復(fù)位。

停止：發(fā)生緊急情況的應(yīng)急中斷按鍵。

分壓器信號：用于接入分壓器低壓臂，最·大電壓100V，輸入阻抗                100M。

接地：用于系統(tǒng)安全接地。

液晶顯示器：用于系統(tǒng)各參數(shù)、波形、菜單等的顯示。

USB：用于上傳試驗數(shù)據(jù)。

輸入：當(dāng)電源為220V時，接輸入A，C兩相，當(dāng)電源為380V時接A，B，C三相。

輸出：變頻電源輸出至激勵變壓器輸入。

4.1.3.接通電源

操作箱在上電后合上“電源開關(guān)”，液晶點亮顯示。

注意：儀器兩側(cè)開孔處的風(fēng)扇在運行則表示表示儀器內(nèi)部功率器件正常工作。否則表示儀器內(nèi)部過熱或上次試驗時沒有復(fù)位。此時應(yīng)該切斷電源，將儀器置于通風(fēng)處靜置1小時左右，待內(nèi)部適當(dāng)降低溫度后再啟動電源。

當(dāng)風(fēng)扇經(jīng)常性的不啟動時，建議立即與廠家聯(lián)系。

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)不可恢復(fù)性故障時，請不要自行拆卸儀器。

4.2.0. 觸摸屏顯示器：

　　　調(diào)頻電源的控制屏幕為全觸摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置輕輕點擊，即可以進行操作。

4.2.1.開機后，液晶的顯示界面如圖2所示。

                                                                                   圖2

自動試驗：自動試驗?zāi)Ｊ剑?/span>

手動試驗：全手動試驗?zāi)Ｊ胶桶胱詣釉囼災(zāi)Ｊ剑?/span>

參數(shù)設(shè)置：各種試驗參數(shù)的設(shè)置；

文件管理：查看和輸出試驗記錄；

參數(shù)計算：電感，電容，頻率之間的換算，已知兩個量，可求出第三個  量；

4.2.2.試驗參數(shù)設(shè)置：在每次試驗前必須正確設(shè)置當(dāng)次試驗是的各種參數(shù)！

點擊“參數(shù)配置”后，液晶的顯示界面如圖3所示。

                                                                                   圖3

l  起始頻率：自動調(diào)諧時的開始頻率，下限頻率最·高為20Hz，上限頻率最·低為200Hz。

l  終止頻率：自動調(diào)諧時的結(jié)止頻率，下限頻率最·高為200Hz，上限頻率最·低為300Hz，設(shè)置"起始頻率"不可高于"終止頻率"。當(dāng)?shù)凇ひ淮卧囼灂r建議采用30Hz～300Hz進行掃描。當(dāng)已經(jīng)知道大概頻率范圍時，可以選定在適當(dāng)?shù)念l率段掃描，以減少試驗時間。

l  起始電壓：設(shè)置調(diào)諧時輸出電壓的初此值。

1.對Q值較低的試品如發(fā)電機、電動機、架空母線，初此值設(shè)定為30～40V；

2.對Q值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS等，初此值設(shè)定為20V。

l  階段試驗電壓，試驗時間：設(shè)置耐壓試驗電壓的最·高值和耐壓時間。

1."階段試驗電壓",如沒有分段耐壓試驗,只設(shè)置第·一階段試驗電壓和第·一階段試驗時間,其它階段試驗電壓及時間均設(shè)0；

2．如需要分段設(shè)置時，分別點擊相應(yīng)的試驗電壓、試驗時間欄即可完成設(shè)置；

l  激勵變變比：試驗時選擇激勵變抽頭電壓與原邊電壓的比值。例如：4kVA/1.5kV/3kV/0.4kV激勵變壓器，當(dāng)試驗時選擇激勵變抽頭為3kV，這時激勵變比為3/4=7.5

l  分壓器變比：電容分壓器的分壓比。當(dāng)分壓器分壓比為1000：1時，就輸入1000；當(dāng)分壓器分壓比為2000：1時，就輸入2000。當(dāng)分壓器分壓比是多少時，就輸入多少。注意：如不是配套電容分壓器時，電容分壓器二次電壓不能大于100V，超過100V顯示不出電壓。

l  自動調(diào)諧頻率步進：自動試驗時，自動掃頻時的頻率步進。自動試驗時，一定要設(shè)置頻率步進，否則自動試驗時不掃頻。頻率步進可設(shè)置為2Hz以下，設(shè)置高了，找到的諧振點不是最·佳諧振點，試驗電壓有可能升不上去。

l  電路電感，電路電容：當(dāng)知道回路中電感，電容時，可設(shè)置此項，如不知道也可不設(shè)置，設(shè)置其中任意一項時，文檔管理中記錄數(shù)據(jù)可顯示出另外一項的值，如不設(shè)置，就不顯示此兩項。

l  閃絡(luò)保護：擊穿時的保護電壓。該值越設(shè)小，擊穿保護越靈敏，有時可能誤動作。一般情況下，當(dāng)設(shè)備最·高電壓小于150kV時，設(shè)置為3kV；當(dāng)設(shè)備最·高電壓小于150~300kV時，設(shè)置為5kV；當(dāng)設(shè)備最·高電壓小于300~500kV時，設(shè)置為8kV；當(dāng)設(shè)備最·高電壓小于500~800kV時，設(shè)置為12kV；此值為理論值，可根據(jù)現(xiàn)場需要自行設(shè)置。

l  過壓保護電壓：設(shè)置試驗電壓的極限值，電壓超過時自動終止試驗，保護試驗設(shè)備和被試品。一般設(shè)置比試驗電壓高10%。

l  過流保護系數(shù)：設(shè)置變頻電源輸出電流的最·高值，一般設(shè)置為100%。

短時間也可設(shè)置150%，主要是用于保護變頻電源功率器件燒壞。

l  設(shè)置幫助：設(shè)置時一些提示幫助。

l  返回菜單：返回到主菜單，圖2。

l  選擇模式：當(dāng)設(shè)置完試驗參數(shù)時，不需返回到主菜單選擇自動試驗和手動試驗，點擊“選擇模式”，即可選擇是自動試驗或手動試驗，如圖4。

                                                                                        圖4 

第五章 通用操作說明

通用操作步驟

正確按照接線示意圖及相關(guān)要求連接試驗回路，在現(xiàn)場設(shè)置試驗警示標(biāo)記，正確設(shè)置各項試驗參數(shù)。

1.自動試驗：

進入圖2或圖4界面，點擊“自動試驗”，進入下圖5界面，點擊“開始試驗”，則自動進行調(diào)諧、升壓、計時、降壓。

                                                                                     圖　5

界面依次如下：調(diào)諧

                                                                                  圖6

 為了更好地找到準(zhǔn)確的諧振點，儀器在本功能下的調(diào)諧分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩步，均為自動進行，只有完成了調(diào)諧，才自動進入到下一界面；因為是在低電壓下的調(diào)諧，所產(chǎn)生的高壓電壓不會對被試品有任何的損害，所以請耐心等待。即使在最不利的情況下，自動調(diào)諧的時間也不會超過3分鐘！

升壓：                             

                                                                                       圖7

計時：

                                                                                   圖8

　　降壓：

                                                                                    圖9

在試驗過程中出現(xiàn)保護動作時，均有相關(guān)界面顯示如圖10，11。

過壓保護：

                                                                                      圖10

閃絡(luò)保護：

                                                                                   圖11

2.手動/半自動試驗：

進入圖2或圖4界面，點擊“手動試驗”，進入下圖12界面，點擊“開始試驗”， 則可以進行手動/自動調(diào)頻、手動升降壓。

                                                                                     圖12

                                                                                          圖13

半自動試驗：點擊“調(diào)諧”，則自動調(diào)諧，調(diào)諧完成后點擊電壓“升電壓”，“降電壓”手動升壓。注意：在點擊“調(diào)諧”前，先要設(shè)置“頻率步進調(diào)節(jié)”，“電壓步進調(diào)節(jié)”，否則不會自動調(diào)諧。

                                                                                   圖14

手動試驗：點擊頻率“升頻率、降頻率”，則手動調(diào)諧，調(diào)諧完成后點擊電壓“升電壓、降電壓”手動升壓。注意：在點擊“升頻率”，降頻率，“升電壓”，“降電壓”前，先要設(shè)置“頻率步進調(diào)節(jié)”，“電壓步進調(diào)節(jié)”，否則不會“升頻率”，降頻率，“升電壓”，“降電壓”點擊不動。

                                                                                     圖15

5.5.3.資料查詢及輸出試驗結(jié)果

進入圖2界面，點擊“文件管理”，進入資料界面，可以調(diào)閱歷次試驗記錄，如圖16。

                                                                                       圖16

在自動試驗或手動試驗時，必須點擊“保存數(shù)據(jù)”，才能保存當(dāng)次試驗值，如沒有點擊“保存數(shù)據(jù)”，則不會保存事時數(shù)據(jù)。用U盤插入USB接口，點擊“發(fā)送歷史數(shù)據(jù)”，可將歷史數(shù)據(jù)保存到U盤，點擊“發(fā)送歷史數(shù)據(jù)”后臺，等30min后方可拔出U盤，否則歷史數(shù)據(jù)保存不到U盤。通過我公司自編的軟件，在電腦上可生成＂Excel＂文件

第六章　常見故障排除

6.1通用注意事項

1.本試驗設(shè)備應(yīng)由高壓試驗專業(yè)人員使用，使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，并經(jīng)反復(fù)操作訓(xùn)練。

2.操作人員應(yīng)不少于2人。使用時應(yīng)嚴(yán)格遵守本單位有關(guān)高壓試驗的安全作業(yè)規(guī)程。

3.為了保證試驗的安全正確，除必須熟悉本產(chǎn)品說明書外，還必須嚴(yán)格按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進行試驗操作。

4.各聯(lián)接線不能接錯，否則可導(dǎo)致試驗裝置損壞

5.本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全。

6.2常見故障原因及排除

1.風(fēng)扇不能啟動：

1）急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復(fù)位”；

2）內(nèi)部溫度過高，功率元件熱保護；

排除方法：關(guān)斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復(fù)位”鍵，再啟動儀器。

　  如果依然不能啟動風(fēng)扇，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！

2.自動調(diào)諧不能完成，找不到諧振點：

現(xiàn)象：

調(diào)諧曲線完全是一條直線，調(diào)諧完成后儀器提示沒有諧振點

原因：

回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路

排除方法：

1）檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；

　2）檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；

　3）檢查每一只電抗器的通斷；

　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；

如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！

3 不能升壓到試驗電壓

現(xiàn)象：

1）調(diào)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(jīng)到達額定電壓，回路自動降壓；

原因：

1）電抗器與試品電容量不匹配，沒有準(zhǔn)確找到諧振點；

　2）試品損耗較高，系統(tǒng)Q值太低；

　3）勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；

  4）高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線

排除方法：

1）將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；

　2）盡可能將多只電抗器串聯(lián)，提高回路電感量；

　3）提高勵磁變壓器的輸出電壓；

　    4）干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗；

   5） 一般在設(shè)備較高電壓輸出時，采用高壓放暈線，或?qū)⑵胀ǜ邏狠敵鼍€改為較短的連線，一般不超過5米。

如果全部處理完后，依然不能解決問題，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！

第七章 相關(guān)資料

7.1相關(guān)省份電纜試驗規(guī)程

7.2諧振裝置容量選擇

試驗電流：I=2πfCU×10-3(A)

頻率的選擇(HZ)

1、發(fā)電機―――50HZ，取50HZ

2、變壓器―――45~65HZ，取50HZ

3、GIS、開關(guān)、母線―――30~300HZ，取45HZ

4、電力電纜：30~300HZ，取35HZ

電壓的選擇(KV)

 按照規(guī)程要求，確定最·高試驗電壓。

電容量的選擇(uf)

 根據(jù)被試品最·大電容量確定

裝置最·大容量：P=UI×1.25 (KVA)