88kVA2244kV变频串联谐振试验装置说明书.docx
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88kVA2244kV变频串联谐振试验装置说明书
尊敬的顾客
感谢您购买本公司变频串联谐振试验装置。
在您初次使用该产品前，请您详细地阅读本使用说明书，将可能帮助您熟练地使用本仪器。
我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，因此您所使用的产品可能与使用说明书有少许的差别。
如果有改动的话，我们会用附页方式告知，敬请谅解！
您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们定会满足您的要求。
警告！
由于输入输出端子、测试柱等均有可能带电压，您在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，小心电击，避免触电危险，注意人身安全！
警告提示：
试验时电抗器不能放置于金属或含有金属网状的预制地平上，否则变频电源有可能找不到谐振点、电抗器将产生涡流导致Q值
降低,严重时电抗器因涡流有剧烈温升导致烧坏内部线圈。
每一处试验完毕请务必切断变频电源控制电源（空气开关），确保无电压输出方可进行下一次试验或试验收场。
慎重保证
本公司生产的产品，在发货之日起三个月内，如产品出现缺陷，实行包换。
一年（包括一年）内如产品出现缺陷，实行免费维修。
一年以上如产品出现缺陷，实行有偿终身维修。
安全要求
请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。
为了避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。
只有合格的技术人员才可执行维修
—防止火灾或人身伤害！
使用适当的电源线：
只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。
正确地连接和断开：
当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。
产品接地：
本产品除通过电源线接地导线接地外，产品外壳的接地柱必须接地。
为了防止电击，接地导体必须与地面相连。
在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。
注意所有终端的额定值：
为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。
在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。
请勿在无仪器盖板时操作：
如盖板或面板已卸下，请勿操作本产品。
在有可疑的故障时，请勿操作：
如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。
请勿在潮湿环境下操作
请勿在易暴环境中操作
保持产品表面清洁和干燥
变频串联谐振试验装置
一、产品概述
该装置主要针对10kV电缆及其系统的交流耐压试验设计制造。
电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象10kV电缆这样的低电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。
该装置主要由变频控制电源、励磁变压器、电抗器、电容分压器组成。
1、串联谐振在电力系统中应用的优点：
（1）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。
（2）设备的重量和体积大大减少。
串联谐振电源中，不但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。
（3）改善输出电压的波形。
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，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。
（4）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。
而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，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。
所以，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。
（5）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落电压前断开电源，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。
2、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、高压闪络故障等保护功能，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落电压值，以供试验分析。
（2）整个装置单件重量很轻，最大不超过40kg，便于现场使用。
（3）装置具有四种工作模式，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
工作模式为：
全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式。
（4）能存储及时打印和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。
（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，同时彩色液晶大屏幕显示扫描谐振、升压、记时曲线方便使用者直观了解是否找到谐振点。
（6）采用了DSP平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。
二、技术参数
1、-指生产厂家代码
88kVA指设备能输出的最大额定容量，单位为kVA
22kV指设备能输出的电压等级，单位为kV；
2、技术指标
（1）额定电压：
22kV--满足10kV电缆的交流耐压试验；
（2）输出电压波形畸变率：
<1.0％
（3）允许连续工作时间：
额定条件下一次性工作30分钟，在对电缆耐压时，满足连续工作60分钟
（4）装置自身品质因数：
Q>50
（5）电缆试验时满负荷下品质因数：
Q>30（与负载相关）
（6）输入电源：
单相380V/220V
（7）频率调节范围：
30Hz～300Hz
（8）系统测量精度：
1.5％
（9）装置具有过压、过流、零位启动等保护功能
3、技术参数
（1）电源控制箱1台
额定功率：
4.5kW；
输入电压：
单相380V/220V±15%50Hz
输出电压：
0～400V可调
输出电压频率：
30～300Hz
0.1Hz步进可调
频率不稳定度≤0.02%
输出电流：
0～11.25A
（2）电抗器2台
额定工作电压：
22kV
额定工作电流：
2A
额定电感量：
55H
连续工作时间：
60分钟
温升：
小于60度
工作频率：
30~300Hz
（3）励磁变压器1台
额定容量：
4.5kVA
输入电压：
400V/200V
输出电压：
1.5kV/3kV
输出电流：
3A/1.5A
（4）电容分压器
电容量：
2000pF
额定电压：
50kV
工作频率：
30～300HZ
（5）测试线及附件1套
三、设备应用
1、交联乙烯电缆的交流耐压
1、满足10kV，300mm2，2000m交联电缆的交流耐压试验，试验频率30~300Hz，电容量≤0.75uF,最高试验电压不超过22kV。
2、满足10kV,容量为6300KVA的电力变压器的交流耐压试验，试验频率45~65Hz，最高试验电压不超过42kV。
试验时关系列表
设备组合
试品
电抗器44kVA/22kV
两节
激励变压器输出端选择
10kV/300mm2交联
电缆（试验电压22kV）
长度2000m
使用电抗器2节并联
1.5kV
10kV电力变压器
（试验电压42kV）
6300kVA及以下/电力系统
使用电抗器2节串联
3kV
2、耐压时电抗器选用说明
（1）上述配置是按照最长电缆计算出的配置方案；
（2）对短电缆或试验无电容量试验时，为了达到谐振，一般将谐振电容器并入回路中。
四、使用介绍
1、设备基本说明
（1）电源
●将380V/220V的二根火线直接与调频电源的“输入”连接。
（2）操作面板说明
图1-1面板图
●液晶显示器：
用于系统各参数设置，谐振、升压、记时曲线，菜单数据等的显示。
●打印机：
用于试验数据的打印。
●打印机电源：
打印机电源开关。
●复位：
负载失谐、变频源过热以及其它保护动作后的故障复位。
●急停：
发生紧急情况的应急中断，每次试验完毕后按键。
●电源指示：
总电源上电指示，空气开关合上时点亮。
图1-2侧面接线图
●电源开关：
空开，合上时电源指示灯亮。
●输入：
电源接入，直接接入单相220V/380V/50Hz电源。
●输出：
调频电源0~400V/30~300Hz输出至励磁变压器输入。
●信号：
用于接入分压器低压臂，最大电压300V，输入阻抗10M。
●PE接地：
用于系统安全接地。
（3）接通电源
操作箱在上电后启动“电源开关”，“电源指示”灯亮，液晶点亮显示。
注意：
仪器两侧开孔处的风扇在运行则表示表示仪器内部功率器件正常工作。
否则表示仪器内部过热或上次试验时没有复位。
此时应该切断电源，将仪器置于通风处静置1小时左右，待内部适当降低温度后再启动电源。
当风扇经常性的不启动时，建议立即与厂家联系。
当设备出现不可恢复性故障时，请不要自行拆卸仪器。
2、触摸屏显示器
调频电源的控制屏幕为全触摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置轻轻点击，即可以进行操作。
（1）开机自检画面，液晶的显示界面如图1所示。
图2-1开机自检画面
（2）开机待机画面，液晶的显示界面如图2-2所示。
图2-2开机待机画面
●自动、手动：
选择试验模式；
●设置：
各种试验参数的设置；
●资料：
查看和输出试验记录；
点击“设置”后，液晶的显示界面如图2-3所示，点击需设置数据小窗口后，然后弹跳出一数据输入窗口可输入相应数据确认即可。
图2-3设置画面
具体数据设置画面，显示界面如后图所示。
●大概调谐频率计算：
计算大概调谐频率值是为方便设置调谐频率做准备输入电抗器的电感，电感是电抗器名牌上已知电感量通过试验时串并联可以计算出来的（单位H）和被试品电容量是可以查阅说明书附件相关“被试品电容量一览表”再加上电容分压器、补偿电容的总和（单位uF）。
电感数据设置画面，液晶的显示界面如图2-4所示。
图2-4电感设置画面
电容数据设置画面，液晶的显示界面如图2-5所示。
图2-5电容设置画面
●调谐频率：
选择自动调谐时的频率区间，自动调谐时在此区间内扫频
（1）本设备的起始频率最高为30Hz，最大频率最低为300Hz。
（2）建议可根据上一步计算出来的大概调谐频率值设置≤20~30Hz作为起始调谐频率，可根据上一步计算出来的大概调谐频率值设置≥20~30Hz作为最大调谐频率，这样可以节省试验时间。
调谐数据设置画面，液晶的显示界面如图2-6~2-7所示。
图2-6调谐设置（起始）画面
图2-7调谐设置（最大）画面
●调谐电压：
设置调谐时输出电压的初此值。
（1）对Q值较低的试品如电力电缆、发电机、电动机，初此值设定为30～40V；
（2）对Q值较高的试品如电力变压器、GIS、架空母线等，初此值设定为10～20V。
调谐电压数据设置画面，液晶的显示界面如图2-8所示。
图2-8调谐电压设置画面
●试验电压：
设置试验电压的最高值。
我们的电压跟踪系统具备自动校核较大电压波动的功能，但电网电压的波动幅度较小，由此而引起的高压电压的波动也在仪器的捕捉范围内，因此，我们强烈建议你在设置试验电压时，将“试验电压”的数值设定为比要施加的试验电压低5％Ue。
试验电压数据设置画面，液晶的显示界面如图2-9所示。
图2-9试验电压设置画面
●设置试验电压：
设置试验电压时，本设备最高电压值为设备型号铭牌所标注电压值，设置试验电压不得超过设备型号铭牌所标注电压值，否则会导致设备测量精度降低或直接设备损坏。
●报警电压：
设置试验电压的极限值，电压超过时自动终止试验。
一般比试验电压高10%。
报警电压数据设置画面，液晶的显示界面如图2-10所示。
图2-10报警电压设置画面
●报警电流：
设置输出电流的最高值。
在不知道实际试验电流的情况下，一般将其设置成装置额定电流的2/3。
报警电流数据设置画面，液晶的显示界面如图2-11所示。
图2-11报警电流设置画面
●闪络报警设置：
设置高压输出闪络电压保护值，百分比。
试验时被试品在耐压过程中会有放电情况出现，或者电源电压极度不稳定的情况下，可能会对被试品耐压有高压输出波动。
设置闪络保护系数是对被试品保护的最好保护，保护被试品在耐压时不会由高压输出波动而超过它的耐压承受值，导致被试品承受超高耐压值或被击穿的危险。
闪络电压保护系数值一般设置为10~20%
闪络电压保护系数设置画面，液晶的显示界面如图2-12所示。
图2-12闪络电压保护系数设置画面
●耐压时间：
设置试验电压的耐压时间。
“5.0”指试验时间为5分钟，其余的依此类推。
耐压时间数据设置画面，液晶的显示界面如图2-13所示。
图2-13耐压时间设置画面
●返回：
设置完成后返回到图2-2界面。
点击“返回”后，保存所有设置了的参数，进入到试验界面。
注意：
因为你是第一次使用我们的设备，建议在进行试验操作前仔细检查你的当次设置是否符合试验要求。
具体做法就是在试验前你再次点击“设置”，进入图2-3界面，依次检查每一项参数，确认与试验要求符合后再点击“返回”进入待试验的图2-2界面。
五、操作步骤
正确按照接线示意图及相关要求连接试验回路，在现场设置试验警示标记，正确设置各项试验参数。
1、自动试验
进入图2-1界面，点击“自动”，进入下图4界面，点击“启动”，会弹出确认窗口。
则自动进行升压调谐、寻找谐振点，升压、耐压、降压，停止。
图3-1自动模式菜单画面
图3-2自动模式启动画面
图3-3确认窗口
界面依次如下：
调谐（寻找谐振点）
图3-4寻找谐振点画面
为了更好地找到准确的谐振点，仪器在本功能下的调谐分为粗调和细调两步，均为自动进行，只有完成了调谐，才自动进入到下一界面；
因为是在低电压下的调谐，所产生的高压电压不会对被试品有任何的损害，所以请耐心等待。
即使在最不利的情况下，自动调谐的时间也不会超过3分钟！
升压：
图3-5升压曲线画面
耐压：
图3-6耐压计时画面
图3-7试验完成画面
降压：
图3-8降压曲线画面
试验完成：
在试验过程中出现保护动作时，均有相关界面显示。
2、手动/半自动试验：
进入图2-2界面，点击“手动”，进入下图4-1界面，点击“启动”，则可以进行手动/自动调频、手动升降压。
图4-1手动模式菜单画面
图4-2手动模式启动画面
半自动试验：
点击“调谐”，则自动调谐，调谐完成后点击电压“加、减”手动升压。
图4-3手动模式自动调谐画面
手动试验：
点击频率“加、减”，则手动调谐，调谐完成后点击电压“加、减”手动升压。
图4-4手动模式调压画面
过压报警：
当试验电压超过预设报警电压时，右侧下角会出现醒目的报警提示。
图4-5手动模式过压报警画面
手动试验完毕返回：
当试验完毕按返回进入2-3待机画面。
3、资料查询及输出试验结果
图5-1运行资料菜单画面
进入图2-1界面，点击“资料”，进入资料界面，点击“上一组”，“下一组”，可以调阅历次试验记录，
可以升级为带USB接口的，插入U盘，点击“数据上传”即可以把所以试验记录输入到U盘保存。
“删除当前数据”会将当前显示数据删除。
“删除全部数据”将会将所有数据删除。
打印
点击“打印单页”会将当前显示数据打印。
点击“打印多页”会将进入多页打印画面，如下。
图5-2多页打印设置画面
点击“上一组”，“下一组”，可以调阅历次试验记录，
在打印前，请确认需要打印的“打印起始组”和“打印结束组”打印的时候将会从起始组打印到结束组。
（包含起始组和打印组）
六、注意事项
1、本试验设备应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。
2、操作人员应不少于2人。
使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。
3、为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。
4、各联接线不能接错，否则可导致试验装置损坏。
5、本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全。
七、常见故障
1、风扇不能启动
（1）急停、故障保护、失谐保护后，没有按“故障复位”；
（2）内部温度过高，功率元件热保护；
排除方法：
关断仪器电源，将仪器静置30分钟左右，重新开启电源，按仪器面板上的“复位”键，再启动仪器。
如果依然不能启动风扇，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
2、自动调谐不能完成，找不到谐振点
现象：
调谐曲线完全是一条直线，调谐完成后仪器提示没有谐振点。
原因：
回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路。
排除方法：
（1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；
（2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；
（3）检查每一只电抗器的通断；
（4）检查分压器的信号线的通断；
（5）检查分压器的高低压电容臂的通断；
（6）装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断；
如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
3、不能升压到试验电压
现象：
（1）调谐曲线是一条曲线，有较低的尖峰；
（2）试验时一次电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，一次电压已经到达额定电压，回路自动降压。
原因：
（1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；
（2）试品损耗较高，系统Q值太低；
（3）励磁变压器高压输出电压较低；
（4）高压连接线过长或没有采用高压放晕线。
排除方法：
（1）将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；
（2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；
（3）提高励磁变压器的输出电压；
（4）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；
（5）一般在设备较高电压输出时，采用高压放晕线，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。
如果全部处理完后，依然不能解决问题，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
八、被试品电容量一览表
C=εΑ/d,ε---介质的介电常数，Α---电极面积，d---电极距离
表1：
几种常见被试品电容量一览表
被试品
电容量
电力变压器1-100MVA
1-6MVA：
3000-10000pF
10MVA：
5000-12000pF
20MVA：
7500-15000pF
60MVA：
13000-20000pF
100MVA：
15000Pf-20000pF
电容式电压互感器
3000-5000pF
高压断路器、电流互感器、电磁式电压互感器
100-1000pF
开关（普通和SF6）
300-1000pF
高压导管
50-600pF
绝缘子
<100pF
绝缘工具
10-100pF
架空导线及母线（每米）
8-10pF
表2：
35KV及以下电缆单位电容量一览表
单芯
截面
（mm²）
18/20KV
6/6KV
6/10KV
8.7/10KV
8.7/15KV
26/35KV
μF/KM
μF/KM
μF/KM
μF/KM
25
0.1163
0.1922
0.1567
0.0992
35
0.1251
0.2116
0.1725
0.1061
50
0.1362
0.2357
0.1917
0.1150
70
0.1508
0.2693
0.2167
0.1263
95
0.1643
0.2999
0.2400
0.1368
120
0.1760
0.3266
0.2603
0.1460
150
0.1893
0.3570
0.2834
0.1563
185
0.2026
0.3873
0.3123
0.1665
240
0.2207
0.4296
0.3439
0.1805
300
0.2387
0.4706
0.3755
0.1945
400
0.2648
0.5311
0.4213
0.2146
500
0.2876
0.5839
0.4613
0.2321
630
0.3151
0.6481
0.5099
0.2533
表3：
110KV、220KV高压电缆单位电容量一览表
110KV
220KV
单芯
截面
（mm²）
电容量
（μF/KM）
单芯
截面
（mm²）
电容量
（μF/KM）
240
0.136
240
0.110
300
0.147
300
0.117
400
0.165
400
0.125
500
0.182
500
0.134
630
0.201
630
0.144
800
0.224
800
0.155
1000
0.265
1000
0.180
1200
0.282
1200
0.190
1400
0.198
1600
0.204
1800
0.212
2000
0.222
表4：
电力系统常用发电机的电容量参考表
类别
发电机
型号
生产厂家
额定容量MW
额定电压kV
相电容UF
水力发电机
72.5-85
10.5
0.694
125-150
1.8-1.9
300
15.75
1.7-205
400
18.0
2-2.5
600
2.1-2.5
火力发电机
T2-12-2
12
6.3
0.1
TQ-25-2
25
6.3
0.19
TBC-30
30
6.3
0.2
TB2-30-2
30
6.3
0.2
TQN-50-2
50
10.5
0.209
TB-50-2
50
10.5
0.26
TB-60-2
60
10.5
0.25
TQN-100-2
100
13.8
0.234
WT23S-083AF3
300
15
0.29
TB-320-2
320
20
0.3
T264/640
600
20
0.368
QF-30-2
30
6.3
0.1
QF-60-2
60
6.3
0.234
QF-60-2
60
10.5
0.33
QFS-125-2
上海电机厂
125
13.8
0.08-0.12
QFSN-200-2
哈尔滨电机厂
200
15.75
0.19-0.21
QFQS-200-2
东方电机厂
200
15.75
0.1928-0.21
QFS-300-2
上海电机厂
300
18
0.16-0.20
QFSN-300-2
上海电机厂
300
18
0.18-0.20
QFSN-600-2
600
20
0.234
ATB-2
美国GE公司
352
23.0
0.268
TBB-200-2
前苏联
200
15.75
0.107
TBB-500-2
500
20
0.25
TBB-320-2
前苏联
320
20
0.31
TBB-800-2
800
24
0.25
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