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解決方案 / Solution

串聯諧振裝置選型方案

540kVA/270kV 变频串聯諧振試驗裝置方案

時間:2019-03-07??閱讀:185
一、參考實驗標准
DL/T474.4-2006                  《现场绝缘试验实施导则-交流耐压试验》
DL/T1015                             《现场直流和交流耐压试验电压测量系统的使用导则》
GB/T311.1-1997                  《高压输变电设备的绝缘与配合》
GB191-2000                         《包装储运图示标志》
JB/T9641-1999                    《试验变压器》
IEC358(1990)                       《耦合电容器和電容分壓器》
GB4793-1984                       《电子测量仪器安全要求》
GB/T3859.2-1993                 《半导体变流器应用导则》
GB/T2423.8-1995                 《电工电子一本道久在线综合色色基本环境试验规程》
DL/T849.6-2004                    《电力设备专用测试仪器通用技术条件第6部分:高压谐振试验装置》
DL/T 596-1996                      《电力设备预防性试验规程》
GB50150-2006                      《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
GB10229-88                          《电抗器》
GB1094                                 《电力变压器》
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》
二、滿足試品範圍
       1、10kV/300mm²長度8km电缆的交流耐压试验,电容量≤3.004uF,试验频率30-300Hz,试验电压22kV,试验时间5min
       2、35kV/300mm²長度4km电缆的交流耐压试验,电容量≤0.778uF,试验频率30-300Hz,试验电压52kV,试验时间60min
       3、110kV/630mm²長度0.5km电缆的交流耐压试验,电容量≤0.092uF,试验频率30-300Hz,试验电压128kV,试验时间60min。
       4、110kV/63000kVA主變全绝缘的交流耐压试验,电容量≤0.02uF,试验频率45-65Hz,试验电压不超过160kV,试验时间1min。
       5、110kV電壓等級開關等電氣設備交流耐压试验,试验频率30-300Hz,试验电压不超过265kV,试验时间1min。
三、裝置主要組成
序號
設備名稱
規格型號
單位
數量
1
變頻電源
HZBP-30kW
1
2
激勵變壓器
JLB-30kVA/1.5/3/6kV/0.4kV
1
JLB-15kVA/16kV
1
3
高壓電抗器
HZDK-54kVA/27kV
10
4
電容分壓器
FRC-500pF/270kV
1
四、主要功能及特征
        HZBP系列变频串联谐振耐压试验装置,采用调节电源频率的方式,使得电抗器与被试电容器实现谐振,从而在被试品上获得高电压大电流,因其所需电源功率小、设备重量轻体积小,在国内外得到了广泛好评和应用,是当前高电压试验的新方法和潮流。
        我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点:
       1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐(闪络)等保护功能,过压过流保护值可以根据用户需要整定,试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值,以供试验分析。
       2、整个装置单件重量很轻,便于现场使用。
       3、装置具有三种工作模式:全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式;方便用户根据现场情况灵活选择,提高试验速度。
       4、能存储和异地打印数据,存入的数据编号是数字,方便用户识别和查找。
       5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定,扫频方向可以向上、向下选择,同时液晶大屏幕显示扫描曲线,方便使用者直观了解是否找到谐振点。
       6、采用DSP平台技术,可根据用户需要增减功能和升级,人机交换界面更为人性化。
       7、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
       8、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中,省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,而且,谐振激磁电源只需试验容量的1/Q,使得系统重量和体积大大减少,一般为普通试验装置的1/10-1/30。
       9、有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波形,有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。
      10、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态,当试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q,而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。串联谐振能有效的找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
      11、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧即刻熄灭,且恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压前断开电源,这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程,其过程长,而且不会出现任何恢复过电压。
五、主要技術參數
1、額定容量:540kVA
2、額定電壓:54kV;135kV;270kV
3、額定電流:10A;4A;2A
4、測量精度:系統有效值1.5級
5、工作頻率:30-300Hz
6、裝置輸出波形:正弦波
7、品質因素:裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8、波形畸變率:輸出電壓波形畸變率≤1%
9、輸入電源:三相380V電壓,頻率爲50Hz
10、工作時間:额定负载下允许连续60min;过压1.1倍1分钟
11、温    升:额定负载下连续运行60min后温升≤65K
12、保護功能:過壓、過流、零位啓動、系統失諧(閃絡)等保護功能
13、環境溫度:-20℃-55℃
14、相對濕度:≤90%RH
15、海拔高度:≤3000米
六、裝置容量驗證
       装置容量定为540kVA,分十节电抗器,电抗器单节为54kVA/27kV/2A/65H。
       验证:
      1、10kV/300mm²長度8km电缆的交流耐压试验,电容量≤3.004uF,试验频率30-300Hz,试验电压22kV,试验时间5min
       使用電抗器八節並聯,则L=65/8=8.125H ,则:
       试验频率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√8.125×3.004×10-6)=32.22Hz
       试验电流:I=2πfCU试 =2π×32.22×3.004×10-6×22×103=13.38A
       2、35kV/300mm²長度4km电缆的交流耐压试验,电容量≤0.778uF,试验频率30-300Hz,试验电压52kV,试验时间60min
       使用电抗器两节串联(互感系数1.1)五组并联,则L=65×2×1.1/5=28.6H ,则:
       试验频率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√28.6×0.778×10-6)=33.74Hz
       试验电流:I=2πfCU试 =2π×33.74×0.778×10-6×52×103=8.58A
      3、110kV/630mm²長度0.5km电缆的交流耐压试验,电容量≤0.092uF,试验频率30-300Hz,试验电压128kV,试验时间60min。
       使用電抗器五節串聯(互感系数1.3)兩組並聯,则L=65×5×1.3/2=211.25H ,则:
       试验频率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√211.25×0.092×10-6)=36.1Hz
      试验电流:I=2πfCU试 =2π×36.1×0.092×10-6×128×103=2.67A
      4、110kV/63000kVA主變全绝缘的交流耐压试验,电容量≤0.02uF,试验频率45-65Hz,试验电压不超过160kV,试验时间1min。
      使用電抗器六節串聯(互感系数1.3),则L=65×6×1.3=507H ,则:
      试验频率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√507×0.02×10-6)=49.98Hz
      试验电流:I=2πfCU试 =2π×49.98×0.02×10-6×160×103=1A
      满足实验要求。
七、試驗時設備組合方式
組合方式
被試品對象
電抗器選擇
(54kVA/27kV十節)
激勵變壓器
輸出端選擇
試驗電壓(kV)
10kV/300mm²長度8km
使用電抗器八節並聯
1.5kV
≤22kV
35kV/300mm²長度4km
使用電抗器兩節串聯五組並聯
3kV
≤52kV
110kV/630mm²長度0.5km
使用電抗器五節串聯
兩組並聯
6kV
≤128kV
110kV/63000kVA主變
使用電抗器六節串聯
6kV
≤160kV
110kV電壓等級開關等電氣設備
使用電抗器十節串聯
16kV
≤265kV
八、系統配置參數
(一)變頻電源HZBP-30kW                                      1台
1)額定輸出容量:30kW
2)工作電源:380±10%V(三相),工頻
3)輸出電壓:0–400V
4)額定輸入電流:75A
5)額定輸出電流:75A
6)電壓分辨率:0.01kV
7)電壓測量精度:1.5%
8)頻率調節範圍:30–300Hz
9)頻率調節分辨率:≤0.1Hz
10)頻率穩定度:0.1%
11)运 行 时 间:额定容量下连续60min
12)温    升:额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K
13)噪 声 水 平:≤50dB
14)尺寸(長寬高mm):540×380×420
14)重  量:约25kg

(二)激勵變壓器
1、JLB-30kVA/1.5/3/6kV/0.4kV                               1台
1)額定容量:30kVA
2)輸入電壓:0-400V
3)輸出電壓:1.5/3/6kV
4)结    构:干式
5)尺寸(長寬高mm):580×580×520
6)重    量:约175kg

2、JLB-15kVA/16kV/0.4kV                                    1台
1)額定容量:15kVA
2)輸入電壓:0-400V
3)輸出電壓:16kV
4)结    构:干式
5)尺寸(長寬高mm):480×420×385
6)重    量:约80kg

(三)高壓電抗器HZDK-54kVA/27kV                              10节
1)額定容量:54kVA
2)額定電壓:27kV
4)額定電流:2A
5)电 感 量:65H/单节
6)品质因素:Q≥30 (f=45Hz)
7)结    构:干式
8)尺寸(內徑高mm):∅342×435
9)重    量:约80kg

(四)電容分壓器FRC-500pF/270kV                             1套
1)額定電壓:270kV
2)高壓電容量:500pF
3)介質損耗:tgσ≤0.5%
4)分 压 比:3000:1
5)測量精度:有效值1.5級
6)尺寸(內徑高mm):∅140×1000
7)重    量:约8kg

九、供貨清單
序號 设  备  名  称 型  号  及  规  格 單位 數量
1 變頻電源 HZBP-30kW 1
2 激勵變壓器  JLB-30kVA/1.5/3/6kV/0.4kV 1
JLB-15kVA/16kV/0.4kV 1
3 高壓電抗器 HZDK-54kVA/27kV 10
4 電容分壓器 FRC-500pF/270kV 1
5 串聯諧振測試線   1
6 出廠檢驗報告   1
7 使用說明書   1
8 一本道久在线综合色色合格證   1
9 裝箱清單   1
 


赫茲電力
2019-03-07
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