40000kVA/220kV分级绝缘变压器串联谐振装置

一、  串联谐振试验对象及试验要求

1．40000kVA/220kV分级绝缘变压器，电容量≤0.015uf，试验频率为45-65Hz，试验电压160kV。

2．110kV/300mm²电缆，长度200m，电容量≤0.029uf，试验频率为45-65Hz，试验电压128kV。

3．110kV线路绝缘子，PT、CT耐压试验，基本上属于无电容量试品，试验频率为30-300Hz，最高试验电压240kV。

二、  工作环境

1.  环境温度：－15⁰C –40 ⁰C;

2.  相对湿度：≤90%RH;

3.  海拔高度:  ≤1000米；

三、  串联谐振参数

1.   额定容量：250kVA；

2.   输入电源：三相380V电压，频率为50Hz；

3.   额定电压：250kV；50kV

4.   额定电流：1A；5A；

5.   工作频率：30-300Hz；

6.   波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

7.   工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；

8.   温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；

9.   品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；

10.  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)；

11.  测量精度：系统有效值1.5级；

四、  串联谐振标准

GB10229-88            《电抗器》

GB1094　《电力变压器》

GB50150-91　《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

DL/T 596-1996          《电力设备预防性试验规程》

GB1094.1-GB1094.6-96   《外壳防护等级》

GB2900　《电工名词术语》

GB/T16927.1~2-1997　《高电压试验技术》

五、  串联谐振装置容量

40000kVA/220kV分级绝缘变压器，电容量≤0.015uf，试验频率为45-65Hz，试验电压160kV。

频率取50HZ

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×50×0.015×10^-6×160×10³=0.75A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=680H,

设计五节电抗器，使用电抗器4节串联，则单节电抗器为50kVA/50kV/1A/170H

验证: 1、110kV/300mm²电缆，长度200m，电容量≤0.029uf，试验频率为45-65Hz，试验电压128kV。

使用电抗器3节串联，此时电感量为170*3=510H

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√510×0.029×10^-6)=41Hz。

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×41×0.029×10^-6×128×10³=0.95A

结论：串联谐振装置容量定为250kVA/250kV，50kV分五节电抗器，电抗器单节为50kVA/50kV/1A/170H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

六、  系统配置及参数

1.  激励变压器JLB-20kVA/20kV，5kV/0.4kV       1台

a)   额定容量：20kVA；

b)   输入电压：380V，单相；

c)   输出电压：20kV；5kV；

d)   结    构：干式；

e)   重    量：约65 kg；

2.  变频电源DAXZ-BP-20kW/380V                         1台

a)   额定输出容量：20kW

b)   工作电源：380±10%V（三相），工频

c)   输出电压：0 – 400V，单相，

d)   额定输入电流：52.6A

e)   额定输出电流：50A

f)   输 出 波 形：正弦波

g)   电压分辨率： 0.01kV

h)   电压测量精度：0.5%

i)   频率调节范围：30 – 300Hz

j)   频率调节分辨率：≤0.1Hz

k)   频率稳定度：    0.1%

l)   运 行 时 间：额定容量下连续60min

m)   额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K;

n)   噪 声 水 平：≤50dB

o)   可实现以下功能

1)   内部由嵌入式工控机控制,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,扫频最大耗时1.5分钟(全频扫). 频率分辨率0.01Hz

3)   自动试验,用户可设置试验程序,试验程序分为5段,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最优出力状态，调频时绘制频率电压曲线。

5)   自动试验时,可随时切换到手动控制状态,进行手动调频，调压

6)   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

7)    调压和耐压时实时绘制U-T曲线(电压-时间曲线)

8)   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

9)   在变频电源内，电源的输入装有相应容量的空开和接触器

10) 软件经过严格模拟运行检验，运行安全、稳定、可靠

11) 自动保存试验数据,生成试验报表.可打印试验报表,也可将报表保存,异地打印

12) 数据查询功能,根据查询条件查询以往的试验数据；

13) 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，谐振回路的品质因数

14) 可实现以下操作：频率的上升和下降；电压的上升和下降；输入、输出的分合闸。变频电源安装有专用钥匙锁，必须用专用钥匙解除机械闭锁后

15) 保护功能：具有断电、过流、过压及闪络保护功能；

a)   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

b)   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

c)   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

d)   断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护

16) 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

17) 变频电源配备专用引线和插头与其他设备进行连接，包括电源的专用动力引线，与励磁变压器的低压引线，与分压器的专用测量引线，专用接地引线等

18) 外观及操作界面充分采用人性化设计，美观大方，操作简便

19) 重量约25kg；

3.  高压电抗器DAXZ -50kVA/50kV5节

a)   额定容量：50kVA;

b)   额定电压：50kV；

c)   额定电流：1.0A；

d)   电 感 量：170H/单节；

e)   品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f)   结    构：干式；

g)   重    量：约58kg；

4.  电容分压器FCR-250 kV -1000 pF                         1套

a)   额定电压：250kV；

b)   高压电容量：1000pF

c)   介质损耗：tgσ≤0.5%；

d)   分 压 比：1000：1

e)   测量精度：有效值1.5级;

f)   重    量：约20kg；

七、  供货清单一览表

八、摘要

方案型号：DAXZ-250kVA/250kV

方案名称：调频式串联谐振耐压装置

参考标准：GB50150-2006,DL/T849.6-2004

生产厂家：武汉鼎升电力自动化有限责任公司

参考阅读：http://www.kv-kva.com/102/