YD2000系類變頻串并聯(lián)諧振耐壓試驗儀應(yīng)用范圍
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一、
YD2000系類變頻串并聯(lián)諧振耐壓試驗儀是運用串聯(lián)諧振的原理，利用勵磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，通過調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振電壓即為試品上所加電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，適用于大容量、高電壓的電容性試品的交接和預(yù)防性試驗。
適用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交聯(lián)聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗
適用于66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐壓試驗
適用于大型發(fā)電機組、電力變壓器工頻耐壓
適用于電力變壓器的感應(yīng)耐壓試驗
二、YD2000系類變頻串并聯(lián)諧振耐壓試驗儀主要性能指標及特點
2．1主要技術(shù)指標
（1）工作溫度范圍：-10~45℃
（2）工作濕度范圍：≤90%
（3）海拔：≤1000m
（4）供電電源電壓：380V±10%、三相或220V±10%、單相（10KW及以下）
50/60Hz
（5）供電電源容量：0-100KW
（6）額定輸出電壓：0-500KV
（7）額定輸出容量：0-200KVA
（8）工作頻率范圍：30-300Hz（亦可根據(jù)用戶要求放寬頻率范圍）
（9）頻率調(diào)節(jié)分辨率：0.02Hz； 不穩(wěn)定度≤0.05%
（10）噪音：≤60dB
（11）系統(tǒng)測量精度：1級
（12）輸出波形：正弦波，波形畸變率≤1%
（13）電抗器Q值：30-120
（14）系統(tǒng)具有IGBT、過電壓、過電流、試品閃絡(luò)等全自動保護
2．2主要特點
2．2．1體積小、重量輕，適合于現(xiàn)場使用
變頻控制器集調(diào)壓、調(diào)頻、控制及保護功能為一體，省去了笨重的調(diào)壓器，而且操作方便、讀數(shù)直觀。由于系統(tǒng)Q值較高（30-120），有效地解決了由于電源容量的不足對現(xiàn)場試驗的制約。當電壓等級較高時，電抗器采用多級或疊積式結(jié)構(gòu)，便于運用輸及現(xiàn)場安裝。
2．2．2安裝可靠性高
YD2000系類變頻串并聯(lián)諧振耐壓試驗儀采用先進的設(shè)計思想、高品質(zhì)的IGBT及驅(qū)動回路使輸出波形失真度小，頻率輸出穩(wěn)定性好，具有良好的IGBT、過電流、過電壓（保護值可根據(jù)需要人為整定）以及放電保護功能，可保護設(shè)備及人身的**；當試品放電或擊穿時，由于諧振條件被破壞，短路電流小，只有試品試驗電流的1/Q，避免了因擊穿對試品造成的損壞。
2．2．3試驗的等效性好
采用接近工頻（30HZ-300HZ）的交流電壓作為試驗電源，無論是在等效性和一致性上都與50HZ/60Hz的工頻電源非常接近，保證了試驗結(jié)果的可靠性和真實性。
三、YD2000系類變頻串并聯(lián)諧振耐壓試驗儀工作原理及系統(tǒng)配置
3．1工作原理
3．2系統(tǒng)配置
3．2．1變頻控制器
變頻控制器從結(jié)構(gòu)上分為兩大類：20kW及以上為控制臺式，20kW以下為便攜箱式；它是由控制器和濾波器組成。在系統(tǒng)中變頻控制器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉(zhuǎn)變成為幅值和頻率可調(diào)的正弦波，并為整套設(shè)備提供電源。
變頻控制器具有IGBT保護、過流保護、過壓保護、放電保護、進線保護等可靠的保護功能，保證試驗人員和試品的**。
IGBT保護：當IGBT電流過大或過熱時，CPU將停止工作，直到系統(tǒng)恢復(fù)正常。
過壓保護：是指當試驗電壓超過人為整定的保護電壓（保護電壓可根據(jù)不同試驗電壓需要任意設(shè)定）時，控制器自動跳閘，CPU停止工作，并提示系統(tǒng)發(fā)生過壓保護。
過流保護：是當CPU檢測到母線工作電流超過IGBT工作電流或IGBT溫度過高時，CPU會發(fā)生過流保護信號，裝置停止工作，并通過液晶屏提示系統(tǒng)發(fā)生過流保護。
放電保護：當試器擊穿、短路或試品放電時，CPU停止工作，并切斷主回路。
進線保護、低通濾波器：不僅可以在穩(wěn)態(tài)下使放電或擊穿電流小，而且使暫態(tài)（瞬時）電流的破壞減小，從而保證設(shè)備和人身的**。
測量部分：試驗人員可直接從變頻控制器控制面板上讀取輸入電壓、電流、當前工作頻率、變頻控制器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓信號。
3．2．2勵磁變壓器
勵磁變壓器的作用是將變頻電源的輸出電壓升到合適的試驗電壓，滿足電抗器、負載在一不定期品質(zhì)因數(shù)下試驗電壓的要求（勵磁變壓器的容量一般與變頻控制器相同）。為了滿足不同電壓等級、不同容量試品的試驗要求，勵磁變壓器高壓繞組一般有多個抽頭。
3．2．3高壓電抗器
高壓分壓器是高電壓測試器件，它由高壓臂C1和低壓臂C2組成，測量信號從低壓臂C2上引出，作為高壓電測量和保護信號。
3．3決定系統(tǒng)配置參數(shù)的因素
系統(tǒng)諧振電壓等級和容量取決于試品的電容量C，試驗電壓U試驗頻率f。
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對于交聯(lián)聚乙烯電纜決定系統(tǒng)配置的主要是：電纜的電壓等級、電纜的截面積、試驗電纜的長度及電纜要求的諧振頻率范圍。
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對于GIS決定系統(tǒng)配置的因素為：GIS的電壓等級、GIS的間隔數(shù)和每個間隔的電容量C，GIS允許的試驗頻率范圍。
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對于變壓器、發(fā)電機等設(shè)備，系統(tǒng)的配置取決于試品的容量試驗電壓、試品的等效電容量C、要求的諧振頻率和試品的空載損耗的大小。
四、YD2000系類變頻串并聯(lián)諧振耐壓試驗儀型號說明
4．1系統(tǒng)型號說明
4．2變頻控制器型號說明
4．3勵磁變壓器型號說明
4．4試驗電抗器型號說明
4．5分壓器型號說明
五、YD2000系類變頻串并聯(lián)諧振耐壓試驗儀試驗接線及操作步驟
本套試驗裝置測量各種被試品的接線示意圖
5．1交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》的交流耐壓試驗
交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》屬于固體絕緣電纜，是經(jīng)過特殊的物理、化學(xué)方法交聯(lián)而成，具有良好的電氣及物理性能，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。我國自七十年代以來，交聯(lián)聚乙烯電纜也得到了迅速的發(fā)展，并逐步取代了常規(guī)中低壓油紙絕緣電纜，而且110KV、220KV等高壓電纜也在逐步推廣。
交聯(lián)聚乙烯電纜它*大的特點就是容量大，若是采用工頻或接近工頻的交流電壓試驗作為擠包絕緣電纜線路竣工試驗存在的*大困難是長線路需要很大容量的試驗設(shè)備：例如630平方毫米220KVXLPF電纜線路，電容量為0.188uF/Km，若電纜長3Km，則每相電纜試驗需要50Hz試驗設(shè)備的容量至少為2.9MVA（試驗電壓178KV試驗電流30A），因此，采用傳統(tǒng)的試驗變壓器的試驗方法已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)場系統(tǒng)試驗容量的要求，變頻諧振試驗裝置利用變頻諧振的原理，使電源容量減少為試品容量的1/Q，設(shè)備的重量大大降低，使得高電壓、長距離電纜的現(xiàn)場試驗成為可能；同時利用試驗頻率允許在一定范圍內(nèi)（30-300Hz）可調(diào)和試驗電抗器固定可調(diào)（單一電抗器電感是不可調(diào)的，但通過串并聯(lián)，總電感可調(diào)）的原理，使得系統(tǒng)的柔性大大增加。
電纜試驗的接線圖如下：
橡膠電纜的變頻交流耐壓試驗接線示意圖
5．2 GIS（氣體絕緣金屬封閉組合電器）的交流耐壓試驗
GIS是一種把斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、測量儀表組合在一起，并以SF6氣體絕緣的組合電器，一般由1-7個間隔組成，電容量一般在10000PF以下。
根據(jù)IEC517（補充）的標準，GIS試驗電壓的頻率范圍應(yīng)在10-300Hz，與國標GB7674-1997等效。
我國“城網(wǎng)氣體絕緣變電站若干技術(shù)問題的暫行規(guī)定”對GIS的現(xiàn)場工頻耐壓值作了規(guī)定，取不超過出廠試驗電壓的90%。IEC517標準建議的試驗電壓為出廠試驗電壓的80%，并要求試驗頻率限制在10-300Hz范圍之內(nèi)。
GIS的交流耐壓試驗接線圖如下：
GIS交流耐壓試驗接線圖
5．3大型變壓器的交流耐壓試驗（外施工頻交流耐壓及感應(yīng)耐壓試驗）
變壓器應(yīng)該進行外施耐壓試驗。它是考驗產(chǎn)品主絕緣電氣強度的*基本的絕緣試驗，是發(fā)現(xiàn)主絕緣是否合理，絕緣材料是無缺陷和制造工藝是否符合要求的重要手段之一，對試驗頻率一般要求在工頻，即45-65Hz。
采用變頻諧振的方式，通過補償電容器使諧振頻率控制在45-65Hz之內(nèi)，由于回路諧振時Q值高，這樣可大大減小試驗電源的容量，并且頻率可調(diào)，也增大了設(shè)備的應(yīng)用范圍，試驗接線如下圖所示：
感應(yīng)耐壓的倍數(shù)，對于電力變壓器一般采用額定電壓的兩倍，為了不使鐵心中磁通飽和，應(yīng)使用兩倍以上額定頻率的電源裝置。一般規(guī)定頻率應(yīng)在100-400Hz范圍內(nèi)，但經(jīng)驗證明感應(yīng)耐壓試驗的頻率一般為150-200Hz為宜。
5．4大型發(fā)電機組的交流耐壓試驗
根據(jù)國家和地方電力部門的規(guī)定發(fā)電機在制造、安裝、檢修和運行以及預(yù)防性試驗中都應(yīng)進行交流耐壓試驗，試驗時試驗電壓和工作電壓的波形、頻率一致，作用于絕緣內(nèi)部的電壓分布及擊穿性能能夠適應(yīng)發(fā)電同的工作狀態(tài)，試驗電壓一般為0.75（2Un+3000）或1.5Un，頻率要求為工頻。
采用YHCX變頻串聯(lián)諧振試驗成套裝置再配上合適的補償電容器在頻率和容量上都可以很地滿足發(fā)電機的交流耐壓要求。
試驗接線如下圖：
發(fā)電機的交流耐壓接線示意圖
5．5其它試品的交流耐壓試驗
互感器、套管等設(shè)備在作耐壓試驗時，都相當于一電容，利用電抗器和補償電容器也可以使系統(tǒng)在50Hz附近發(fā)生諧振，達到工頻絕緣試驗的目的。
說明：交流耐壓試驗方案請參照相關(guān)標準或規(guī)程或本公司《YHCX變頻串聯(lián)諧振成套試驗裝置資料匯編》。