串联谐振成套装置

一、SHHZ1001串联谐振成套装置被试品对象

1.110kV/1200mm2电缆10km，电容量≤2.82μF，试验频率为30-300Hz,试验电压128kV。

2.220kV/1200mm2电缆10km，电容量≤1.9μF，试验频率为30-300Hz,试验电压216kV。

二、SHHZ1001串联谐振成套装置工作环境

1、环境温度：－15–45 0C;

2、相对湿度：≤90%RH;

3、海拔高度：≤2500米；

4、装置主要技术参数及功能

5、额定容量：21600kVA；

6、输入电源：380V电压，频率为50Hz；

7、额定电压：216kV；

8、额定电流：100A；

9、工作频率：30-300Hz；

10、波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

11、工作时间：额定负载下允许连续60min；

12、温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；

13、品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；

14、保护功能： 对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；

15、测量精度：系统有效值1.5级；

三、设备遵循标准

1、GB10229-88            《电抗器》

2、GB1094　　　　　　　　《电力变压器》

3、GB50150-2006　　　　　《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

4、DL/T 596-1996         《电力设备预防性试验规程》

5、GB1094.1-GB1094.6-96  《外壳防护等级》

6、GB2900　　　　　　　　《电工名词术语》

7、GB/T16927.1-2-1997　  《高电压试验技术》

四、装置容量的确定

1、220kV，1200平方毫米交联电缆10km，试验频率30-300HZ,电容量≤1.9μF，试验电压216kV。频率取35Hz，试验电流 I=2πfCU试 =2π×35×1.9×10-6×216×103=91A

2、对应电抗器电感量 L=1/ω2C=10H，设计四节电抗器，使用电抗器四节并联即可满足220kV电缆的耐压试验，则单节电抗器为5400kVA/216kV/25A/40H

3、验证：110kV，1200平方毫米交联电缆10km，试验频率30~300HZ,电容量≤2.82μF，试验电压128kV。

4、使用电抗器四节并联,此时电抗器电感量为L=40/4=10H

5、试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√10×2.82×10-6)=30Hz。

6、试验电流 I=2πfCU试 =2π×30×2.82×10-6×128×103=68A

7、装置容量定为21600kVA/216KV，分四节电抗器，电抗器单节为5400kVA/216kV/25A/40H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

五、试验时使用关系列表

六、系统配置及其参数

1、激励变压器YDZB-1200kVA/6kV/12kV/0.4kV           1台

(1)额定容量：1200kVA；

(2)输入电压：380V，单相；

(3)输出电压：6kV；12kV；

(4)结    构：油浸式；

(5)重    量：约2800 kg；

2、变频电源YD2000-1200kW/380V                          1台

(1)额定输出容量：1200kW

(2)工作电源：380V，工频

(3)输出电压：0 – 400V，单相，

(4)额定输入电流：3150A

(5)额定输出电流：3150A

(6)输 出 波 形：正弦波

(7)电压分辨率： 0.01kV

(8)电压测量精度：0.5%

(9)频率调节范围：30 – 300Hz

(10)频率调节分辨率：≤0.1Hz

(11)频率稳定度：0.1%

(12)运 行 时 间：额定容量下连续60min

(13)额定容量下连续运行60min元器件温度≤65K;

(14)噪 声 水 平：≤50dB

3、可实现以下功能

(1)内部由嵌入式触摸屏控制,操作功能得到优化,操作简单

(2)自动扫频,寻找谐振点.频率范围20-300Hz,可手动设置扫频范围,扫频大耗时1.5分钟(全频扫). 频率分辨率0.1Hz

(3)自动试验,用户可设置试验程序,系统自动按设置的程序完成试验过程

(4)自动试验时,自动跟踪系统的谐振状态,当谐振状态发生变化,超过设置的区域时,系统自动跟踪谐振点.在整个过程中保证系统工作在出力状态，调频时绘制频率电压曲线。

(5)耐压时自动跟踪电压,电压正常波动时自动调整电压到目标电压,由用户根据试验情况进行操作全压输出保护：在调压过程中，严格保证变频电源不会全电压输出。

(6)软件经过严格模拟运行检验，运行安全、稳定、可靠。

(7)自动保存试验数据,数据查询功能,根据查询条件查询以往的试验数据；

(8)液晶显示屏可显示电源电压和电流；高压输出的频率、电压、电流。

(9)护功能：具有断电、过流、过压及闪络保护功能；

(10)过电压保护：可人工设定过电压保护值；当整套装置的输出电压达到保护整定值时，自动切除整套装置。

(11)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。

(12)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。

(13)断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护。

(14)变频电源内部结构及其各元器件在经过正常的公路、铁路运输后，相互位置不变，不损坏，紧固件不松动外观及操作界面充分采用人性化设计，美观大方，操作简便。

(15)重量约805kg；

4、高压电抗器YDXK-5400kVA/216kV                 4节

(1)额定容量：5400kVA;

(2)额定电压：216kV；

(3)额定电流：25A；

(4)电 感 量： 40单节；

(5)品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

(6)结    构：油式；

(7)重    量：约2500kg；

5、电容分压器FRC-220 kV -700 pF                1套

(1)额定电压：220kV；

(2)高压电容量：700pF

(3)介质损耗：tgσ≤0.5%；

(4)分 压 比：1000：1

(5)测量精度：有效值1.5级;

(6)重    量：约25kg；

七、供货清单一览表

（一）配置设备一览表

（二）设备附件相关资料一览表

一、被试品对象及试验要求

1、110kV/1200mm2电缆，长度1000m，电容量≤0.242uF，试验频率为30-300Hz,试验电压不超过128kV。

2、220kV/2400mm2电缆，长度500m，电容量≤0.116uF，试验频率为30-300Hz,试验电压不超过216kV。

3、35kV/240mm2电缆，长度3000m，电容量≤0.54uF，试验频率为30-300Hz,试验电压不超过52kV。

二、工作环境

1、环境温度：－15–40 0C;

2、相对湿度：≤90%RH;

3、海拔高度:  ≤2500米；

4、装置主要技术参数及功能

5、额定容量：1560kVA；

6、输入电源：三相380V电压，频率为50Hz；

7、额定电压：130kV；260kV

8、额定电流：12A；6A

9、工作频率：30-300Hz；

10、波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

11、工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；

12、温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；

13、品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；

14、保护功能： 对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；

15、测量精度：系统有效值1.5级；

三、设备遵循标准

1、GB10229-88            《电抗器》

2、GB1094　　　　　　　　《电力变压器》

3、GB50150-2006　　　　　《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

4、DL/T 596-1996         《电力设备预防性试验规程》

5、GB1094.1-GB1094.6-96  《外壳防护等级》

6、GB2900　　　　　　　　《电工名词术语》

7、GB/T16927.1/2-1997　  《高电压试验技术》

四、装置容量的确定

1、220kV/2400mm2电缆，长度500m，电容量≤0.116uF，试验频率为30-300Hz,试验电压不超过216kV。

频率取35Hz。

2、试验电流 I=2πfCU试=2π×35×0.116×10-6×216×103=5.5A。

3、对应电抗器电感量 L=1/ω2C=180H。

4、设计二节电抗器，使用电抗器二节串联,则单节电抗器为780kVA/130kV/6A/90H。

5、验证：1、110kV/1200mm2电缆，长度1000m，电容量≤0.242uF，试验频率为30-300Hz,试验电压不超过128kV。

6、使用电抗器2节并联,此时电感量为90/2=45H。

7、试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√45×0.242×10-6)=48.2Hz。

8、试验电流 I=2πfCU试=2π×48.2×0.242×10-6×128×103=9.4A。

9、35kV/240mm2电缆，长度3000m，电容量≤0.54uF，试验频率为30-300Hz,试验电压不超过52kV。

使用电抗器2节并联,此时电感量为90/2=45H。

10、试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√45×0.54×10-6)=32.3Hz。

11、试验电流 I=2πfCU试=2π×32.3×0.54×10-6×52×103=5.7A。

五、系统配置及其参数

1、激励变压器YDZB-48kVA/3kV/5kV/8kV//0.4kV       1台

(1)额定容量：60kVA；

(2)输入电压：380V，单相；

(3)输出电压：3kV；5kV；8kV

(4)结    构：油浸式；

(5)重    量：约280 kg；

2、变频电源YD2000-48kW/380V                         1台

(1)额定输出容量：48kW

(2)工作电源：380±10%V（三相），工频

(3)输出电压：0-400V，单相，

(4)额定输入电流：126A

(5)额定输出电流：126A

(6)输 出 波 形：正弦波

(7)电压分辨率： 0.01kV

(8)电压测量精度：0.5%

(9)频率调节范围：30-300Hz

(10)频率步进值：0.1Hz

(11)频率调节分辨率：≤0.1Hz

(12)频率稳定度：0.1%

(13)运 行 时 间：额定容量下连续60min

(14)额定容量下连续运行60min元器件温度≤65K;

(15)噪 声 水 平：≤50dB

可实现以下功能

(15)自动试验时,自动跟踪系统的谐振状态,当谐振状态发生变化,超过设置的区域时,系统自动跟踪谐振点.在整个过程中保证系统工作在出力状态，调频时绘制频率电压曲线。

(16)耐压时自动跟踪电压,电压正常波动时自动调整电压到目标电压,异常波动时提示用户电压异常波动,由用户根据试验情况进行操作。

(17)全压输出保护：在调压过程中，严格保证变频电源不会全电压输出。

(18)软件经过严格模拟运行检验，运行安全、稳定、可靠。

(19)液晶显示屏可显示电源电压和电流；高压输出的频率、电压。

(20)保护功能：具有断电、过流、过压及闪络保护功能；

(21)过电压保护：可人工设定过电压保护值；当整套装置的输出电压达到保护整定值时，自动切除整套装置。

(22)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。

(23)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。

(24)断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护。

(25)变频电源内部结构及其各元器件在经过正常的公路、铁路运输后，相互位置不变，不损坏，紧固件不松动。

(26)变频电源配备引线和插头与其他设备进行连接，包括电源的动力引线，与励磁变压器的低压引线，与分压器的测量引线，接地引线等。

(27)外观及操作界面充分采用人性化设计，美观大方，操作简便。

(28)重量约85kg；

3、高压电抗器 DK-780kVA/130kV                       2节

(1)额定容量：780kVA;

(2)额定电压：130kV；

(3)额定电流：6A；

(4)品质因素：Q≥40 (f=45Hz)；

(5)结    构：油浸；

(6)重    量：约840kg；

4、电容分压器FRC-300 kV -800 pF                        1套

(1)额定电压：300KV；

(2)高压电容量：800pF

(3)介质损耗：tgσ≤0.5%；

(4)分 压 比：1000：1

(5)测量精度：有效值1.5级;

(6)重    量：约30kg；

六、电抗器使用关系表

试验时使用关系列表

七、供货清单一览表

（一）配置设备一览表

（二）相关资料一览表

1、变频串联谐振基本原理：

1．1谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容组成LC串联回路，调节变频电源输出的电压频率，实现串并联谐振，在被试品上获得高电压，是当前高电压试验的一种新方法，深受专家好评，在国内外已经得到广泛的使用。

2、变频串联谐振试验装置特点：

2．1变频串联谐振试验装置具有输出容量大，输出电压高、可任意组合电抗器针对不同试品的交流耐压试验。

2．2变频串联谐振试验装置具有体积小、重量轻、特别方便野外试验。

2．3变频串联谐振试验装置具有保护功能好、有过压保护、过流保护、时间保护、闪络保护、过热保护、模块保护等功能。

2．4变频串联谐振试验装置具有操作简单，并具有手动和自动两档。

2．5变频串联谐振试验装置采用大屏幕、使试验数据一目了然，并可打印试验结果。

2．6变频串联谐振试验装置具有试品击穿后无过电压之虞，对试品的损坏相当小。

2．7变频串联谐振试验装置试验所需电源容量小，仅是工频变压器试验所需电源容量的几分之一，解决现场电源难找的问题。

3、适用范围：

3．1满足500mm2/35kV交联电缆，长度6km的交流耐压试验。

3．2满足500mm2/10kV交联电缆，长度12km的交流耐压试验。

3．3满足50000KVA/35kV及以下变压器的交流耐压试验。

3．4满足35kV开关、GIS、互感器的交流耐压试验。

4、使用环境条件：

4．1 环境温度：-10℃～40℃

4．2 相对湿度：不大于90%

4．3 海拔高度：2500米以下

5、装置容量确定：

5．1  500mm2/35kV交联电缆，长度6km的交流耐压试验，额定电容量0.232uF/km，试验频率为30-300Hz，试验电压52kV。

试验电流 I=2πfCU试=2π×35×0.232×6×10-6×52×103=15.9A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=14.8H

5．2  500mm2/10kV交联电缆，长度12km的交流耐压试验，额定电容量0.438uF/km，试验频率为30-300Hz，试验电压22kV。

试验电流 I=2πfCU试=2π×35×0.438×12×10-6×22×103=25.4A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=3.9H

5．3  50000KVA/35kV及以下变压器，大等效电容量0.05uF，试验频率为45-65Hz，试验电压72kV。

试验电流 I=2πfCU试=2π×45×0.05×10-6×72×103=1.02A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=250H

5．4  35kV开关、GIS、互感器的交流耐压试验，大等效电容量0.02uF，试验频率为45-200Hz，试验电压95kV。

试验电流 I=2πfCU试=2π×45×0.02×10-6×95×103=0.54A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=626H

※：根据以上试验电压、电流、频率、电感量即设计12节电抗器，则单节电抗器为30kV/3A/40H.

验证1：  500mm2/35kV交联电缆，长度6km的交流耐压试验，额定电容量1.392uF，试验频率为30-300Hz，试验电压52kV。

☆：使用12节电抗器二串六并,此时电抗器额定电感量为13.3H，额定电压为60kV,额定电流为18A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√13.3×1.392×10-6)=37Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×37×1.392×10-6×52×103=16.8A

验证2：  500mm2/10kV交联电缆，长度12km的交流耐压试验，额定电容量5.256uF，试验频率为30-300Hz，试验电压22kV。

☆：使用10节电抗器并联,此时电抗器额定电感量为4.0H，额定电压为30kV,额定电流为30A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√4×5.256×10-6)=34.7Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×34.7×5.256×10-6×22×103=25.2A

验证3：  50000KVA/35kV及以下变压器，大等效电容量0.05uF，试验频率为45-65Hz，试验电压72kV。

☆：使用5节电抗器串联,此时电抗器额定电感量为200H，额定电压为150kV,额定电流为3A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√200×0.05×10-6)=50.3Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×50.3×0.05×10-6×72×103=1.2A

验证4： 35kV开关、GIS、互感器的交流耐压试验，大等效电容量0.02uF，试验频率为45-200Hz，试验电压95kV。

☆：使用4节电抗器串联,此时电抗器额定电感量为160H，额定电压为120kV,额定电流为3A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√160×0.02×10-6)=89Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×89×0.02×10-6×95×103=1.06A

总结:装置容量定为1080kVA/100KV;分12节电抗器，电抗器单节为90kVA/30kV/3A通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

6、设备配置一览表

7、主要功能及参数：

7．1变频谐振试验装置系统参数：

7．1．1．输入电压：380V±10%   50Hz；

7．1．2．额定容量：1080kVA；

7．1．3．额定输出电压：0 ~ 100kV；

7．1．4．谐振电压波形：正弦波、畸变率：≤0.5%；

7．1．5．输出电压不稳定度：≤0.5%；

7．1．6．输出频率范围：25～320Hz；

7．1．7．频率调节分辨率：0.01Hz；

7．1．8．品质因数Q值：额定负载下不小于50；

7．1．9．绝缘水平：1.2倍额定电压耐压1min；

7．1．10．额定电流下连续运行时间不低于30 min；

7．1．11．电压测量精度：1级；

7．1．12．噪   声：≤45dB；

7．1．13．该装置配备以下保护功能：

设备有手动试验、自动调谐及自动试验；

过电压保护、过电流保护、放电保护、断电保护、零启动保护。

试验数据大屏幕显示、中文菜单、可打印输出、打印机为嵌入式。

7．2 调频电源：

7．2．1．额定输出容量：60kVA；

7．2．2．输入电源：380V±10%  50Hz；

7．2．3．额定输入电流：176A；

7．2．4．额定输出电压：0-400V可调、单相、输出电压不稳定度0.05%；

7．2．5．额定输出电流：150A；

7．2．6．频率调节范围：25～320Hz；

7．2．7．额定容量下连续运行为规定工作时间下温升≤60K；

7．2．8．显示以下参数：

a．经变频输出的频率、电压、电流；

b．过压保护电压值，并可任意整定，当成套装置的输出电压值达到保护整定时，可自动切除成套装置；

c．过流保护：当调频电源的输出电流达到保护整定值时，可自动切除成套装置；

d．击穿保护：当高压侧发生对地闪络时，可自动切除成套装置，装置带有隔离装置，可确保设备和人身不受损害；

e．具有全电压输出保护，在调压过程中，一旦调压失控，调频电源立即闭锁；

7．2．9．可实现以下操作：

a．频率的调节，上升和下降频率调节分粗调和细调两种，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移；

带有设置电压、设置时间，电压自动上升到设置值而停止并自动计时；

带有各种保护功能的整定按钮，可在面板上对各种保护值进行整定；

带有手动试验功能和自动试验功能；

带有试验数据打印功能。

7．3 励磁变压器

7．3．1．结构形式：油浸式；

7．3．2．额定容量：60kVA；

7．3．3．输入电压：400V；

7．3．4．输出电压：1.5kV/3kV/6kV；

7．3．5．额定输出电流：40A/20A/10A；

7．3．6．工作频率：30～300Hz；

7．3．7．额定容量下连续运行为规定工作时间下，线圈对空气的温升不大于60K；

7．4 高压电抗器30kV/3A

7．4．1．结构形式：干式、环氧浇铸；

7．4．2．额定容量：90kVA；

7．4．3．额电电压：30kV；

7．4．4．额定电流：3A；

7．4．5．额定电感量：40H；

7．4．6．工作频率：30～300Hz；

7．4．7．额定容量下连续运行为规定工作时间下，电抗器对空气的温升不大于60K；

7．4．8．性能及特点：电抗器设计干式、环氧浇铸，电抗器可以自由方便叠装。环氧树脂绝缘筒外壳，具有足够的电气、机械强度，必要的散热能力以及油热胀冷缩的裕度。外壳上下盖板,颜色为橘红色。

7．5 电容分压器

7．5．1．结构形式：电容式；

7．5．2．额定电压：100kV；

7．5．3．额定电容量：5000pF；

7．5．4．工作频率：30～300Hz；

7．5．5．测量精度：≤1.0%；

7．5．6．性能及特点：

a.额定电压下可连续运行2小时。

b.在30～300Hz范围内，其精度和稳定度保持不变。

c.在20℃温度下电容分压器介质损耗值≤0.0025

d.电容分压器配有支撑底架，具有足够的稳定性。

e.电压测量通过测试引线引至调频电源进行测量。

8、设备制造引用和执行标准

DL/T849.6—2004      高压谐振试验装置；

GB 6450—1986       干式电力变压器；

DL/T848.2—2004      试验变压器；

GB/10229—1988      电抗器；

GB/T11920—1989     控制装置通用技术条件；

GB/T16927.1—1997   高电压试验技术；

IEC358—1990        耦合电容器和电容分压器。