变频串联谐振交流耐压装置技术方案

华意电力

一、 被试品对象及试验要求
1、10kV/300mm2电缆,长度2000m的交流耐压试验，电容量≤0.75μF，试验频率为30Hz～300Hz，试验电压为22kV。
2、35kV/300mm2电缆,长度500m的交流耐压试验，电容量≤0.097μF，试验频率为30Hz～300Hz，试验电压为52kV。
二、 工作环境
1. 环境温度：－150C –45 0C;
2. 相对湿度：≤90%RH;
3. 海拔高度:  ≤3000米；
三、 串联谐振装置主要技术参数及功能
1. 额定容量：88kVA；
2. 输入电源：220（单相）/380（三相）±10%V，频率为50Hz；
3. 额定电压：22kV；
4. 额定电流：4A；
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、 串联谐振设备遵循标准
GB10229-88《电抗器》
GB1094《电力变压器》
GB50150-2006《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、串联谐振装置容量确定
10kV/300mm2电缆,长度2000m的交流耐压试验，电容量≤0.75μF，试验频率为30Hz～300Hz，试验电压为22kV。
频率取37Hz
试验电流 I=2πfCU试 =2π×7×0.75×10-6×22×103=3.8A
对应电抗器电感量 L=1/ω2C=24H
设计四节电抗器，使用电抗器四节并联，单节电抗器为22kVA/22kV/1A/96H，装置总容量88kVA。
验证:
1．35kV/300mm2电缆,长度500m的交流耐压试验，电容量≤0.097μF，试验频率为30Hz～300Hz，试验电压为52kV。
使用电抗器三节串联,此时电感量为L=96*3=288H
试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√288×0.097×10-6)=30Hz
试验电流 I=2πfCU试 =2π×30×0.097×10-6×22×103=0.9A

试验时设备使用关系列表

设备组合 被试品对象	电抗器 22kVA/22kV四节	激励变压器 输出端选择
10kV/300mm2电缆,长度2000m	使用电抗器四节并联	1kV
35kV/300mm2电缆,长度500m	使用电抗器三节串联	3kV

结论：装置容量定为88kVA/22kV，分四节电抗器，电抗器单节为22kVA/22kV/1A通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

六、串联谐振系统配置及其参数
1. 激励变压器5.5kVA/1/3kV                       1台
a) 额定容量：5.5kVA；
b) 输入电压：220/380±10%V（单相）；
c) 输出电压：1kV；3kV；
d) 结    构：干式；
e) 重    量：约35kg；
2. 变频电源5.5kW/220/380V                    1台
a) 额定输出容量：5kW
b) 工作电源：220（单相）/380（三相）±10%V，工频
c) 输出电压：0 –200/ 400V，单相
d) 额定输入电流：14A
e) 额定输出电流：14A
f) 输 出 波 形：正弦波
g) 电压分辨率： 0.01kV
h) 电压测量精度：1.0%
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) 结构及性能特点：
1）变频电源的放置为纵向和横向，特别适合现场操作及观察；
2）内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和保护铝箱，可有效减缓运输中的颠簸震动和吊装时的冲击。保证了变频电源的长期稳定性和可靠性；
3）参数显示：触摸或外接鼠标大屏幕液晶界面显示系统
可显示谐振电压(即试验前设置的目标电压)、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间、过压保护、过流保护、闪络保护、阶段升压及阶段计时、操作模式切换、电容，电感，频率互换计算、参数查询等, 还可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性；
4）参数设置：大屏幕触摸液晶彩屏和外接鼠标直接完成各种参数的设置，可对起始频率、终止频率、起始电压、阶段升压和计时、测量分压器变比、激励变变比、过压保护、过流保护、闪络保护、试验模式、电容电感频率互换计算、参数设置提示以及帮助等参数进行设置或选择；
5）试验模式：触摸屏和外接鼠标操作，有全自动、半自动、手动三种运行状态。具备升压、调谐（含手动、自动）、分段加压和计时、运行状态、模式切换、故障提示、电容电感频率互换计算功能等；
6）保护功能及其信息提示：具备高压过压保护、低压过流、过流保护，以及失谐保护、零位、闪络保护、紧急停机、欠压保护等多重保护功能；
7） 数据存储功能：试验结果保存、打印、上传、回查等
① 试验结果：手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，当试验发生中断时，可提示中断状态。可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存50次试验记录；
② 数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上，同时具有USB接口，可将数据输出打印或利用设备所携带打印机打印；
8）自动稳压功能：系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1.0%；
9）调频范围及频率分辨率均可设定：调频范围可设为30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需设置，可加快调谐过程；频率分辨率根据需要，可预设为0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、或0.01Hz，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡；
10）频率调节分为粗调和细调，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；
p)重量：约15kg；
3. 高压电抗器22kVA/22kV                    4节
a) 额定容量：22kVA;
b) 额定电压：22kV；
c) 额定电流：1 A；
d) 电感量：96H/单台;
e) 品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；
f) 结    构：干式；
g) 重    量：约30kg；
4. 电容分压器60 kV/800pF                  1套
a) 额定电压：60kV；
b) 高压电容量：800pF；
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7kg；
七、供货清单一览表

（一）配置设备一览表

序号	设  备  名  称	型  号  及  规  格	单位	数量	备注
1	激励变压器	5.5kVA/1/3kV	台	1
2	变频电源	5.5kW/220/380V	台	1
3	高压电抗器	22kVA/22kV	台	4
4	电容分压器	60kV800pF	套	1
5	内部连接线		套	1

（二）相关资料一览表

序号	资  料  名  称	单位	数量	备  注
1	出厂试验报告	份	1
2	成套装置使用说明书	份	1
3	产品合格证和用户意见卡	套	1

八、售后服务
a) 该套设备到货后，根据供需双方合同中该套设备调试相关事宜的条款，如有调试需要，供方负责该套设备相关技术人员的现场技术支持服务。指导并协助需方完成该套设备的第一次现场验收试验以及需方相关操作人员的技术培训。需方验收合格后，应填写供方提供的设备《验收/维修报告》（见附表）作为需方已完成验收的凭证。
b) 供方对该套设备实行保修，保修期为出厂之日起一年，保修期内负责该产品（设备主体，不含配线等易耗附件）的免费检查、零部件更换。
c) 超过保修期一年的产品供方提供终身维护。一年以上，三年以内供方免维修工时费只收取维修成本费用。三年以上则按正常程序计费（维修工时费、材料费、及附加）。
d) 实行全天候技术响应服务，在接到需要关于该套产品使用过程中出现问题的电话或传真后8小时内给予技术解决方案。
e) 如因人为操作不当或不可抗力等因素造成的设备损坏或无法使用则不在此质保范围内。