调感式工频谐振装置.docx
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调感式工频谐振装置
CHX（L）-350kVA/50kV
调感式工频谐振
[发电机交、直流耐压试验专用]
技术方案
武汉市泛科变电检修设备制造有限公司
中国武汉
CHX（L）-350kVA/50kV；70kV调感式工频谐振
交直流耐压试验装置
一、被试品对象
火电机组，定子绕组单相对地电容量0.1~0.44uF，最高试验电压不超过50kV。
1.交流耐压试验：
对发电机定子绕组进行工频耐压试验，采用工频谐振；
2.直流耐压试验：
对发电机进行直流耐压和测量泄漏电流，采用外置全波整流，针对水内冷的发电机可采用低压屏蔽法；
二、系统主要技术参数及功能
1.额定容量：
350kVA；
2.额定电压：
交流输出50kV；直流输出70kV
3.额定电流：
交流7A；直流700mA；（激励变压器50KV抽头）
4.工作频率：
工频50Hz；
5.输出电压波形畸变率：
≤0.5%；
6.允许连续工作时间：
额定负载下5min，过负载1.1倍1分钟；
7.额定负载下连续运行5min后温升≤65K；
8.装置自身品质因数：
Q≥30；
9.系统测量精度：
有效值1级；
10.输入电源：
三相380V电压，频率为50Hz；
11.对被试品具有过流、过压及试品闪络保护；
12.环境温度：
－50C–400C，相对湿度：
≤90%RH，海拔高度≤1000米；
三、串联谐振原理简介
串联谐振试验系统是用来对各种容性试品进行交流耐压试验的装置。
其特点是大大降低了试验所需输入电源的容量，降低了试验设备的体积和重量，使现场试验易于实施；并可大大降低试验设备及做试验时所需输入的人力、物力费用。
泛科公司从事高压试验设备的研制及生产已有近二十年的历史，而谐振系统是泛科公司的拳头产品。
目前，泛科公司生产的谐振系统已有几百套成功运用于国内外电力系统的各个现场。
串联谐振系统又分调感型谐振及调频型谐振，这两种谐振实现谐振的方式不同，调感型是通过调节电感使试验回路产生谐振，而调频型是通过调节试验频率使试验回路产生谐振。
但结果却是一致的，即在输入小容量的电源在被试品上能获得需要的大容量的输出。
谐振原理图如图1所示。
图1（a）谐振原理图图1（b）回路向量图
由图1（b）可见，当
，即
时，
，则
，此时回路达到谐振状态，达到此状态的方法有两种，一种是调节电感L，称为工频谐振；一种是调节频率f，称为变频谐振。
这样针对绕组式的被试品，如发电机的定子绕组和变压器高低压绕组，根据国家标准采用工频谐振做工频耐压试验；针对电缆、开关和GIS等试品，可采用变频谐振做耐压试验。
在谐振状态时，则有
此时
被试品Cx上获得的容量
电抗器L上获得的容量
激励变的输出容量为
因此，品质因数
因为
，故
由此可见，适当地设计回路的品质因数值，则谐振系统可在被试品Cx上获得Q倍输入电源的容量。
四、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/T596-1996《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》
Q/WFK005-2005《试验变压器》泛科公司企业标准
Q/WFK008-2004《试验电抗器》泛科公司企业标准
五、试验电源及L、Cx关系表注：
Cx为被试品电容量
被试品电容范围
可调电抗器可调范围
被试品电容量
0.1~0.4uF
25.4H~101.4H
0.1~0.32uF（50kV）
被试品电容范围
一节固定电抗器
被试品电容量
0.063uF
160H
0.063uF（50kV）
被试品电容范围
可调电抗器与一节固定电抗器并联
被试品电容量
0.163~0.463uF
21.9H~63.2H
0.163~0.38uF（50kV）
0.163~0.32uF（41kV）
被试品电容范围
可调电抗器与两节固定电抗器并联
被试品电容量
0.226~0.526uF
19.3H~44.8H
0.226~0.44uF（50kV）
0.226~0.526uF（42.3kV）
1）交流耐压试验：
采用工频谐振试验装置做发电机交流耐压试验；
2）直流泄漏试验：
采用低压屏蔽法，利用激励变压器的直流输出高压端做直流耐压和测量泄漏电流；
备注：
本装置即可对发电机做交流耐压试验也可做直流泄漏试验。
做交流耐压试验时采用串联谐振的原理，做直流泄漏试验时采用激励变压器经过硅堆整流和电容器滤波，并可测量泄漏电流。
此套设备可做两种试验，方便现场使用和运输。
六、系统配置及其参数
1.激励变压器CQSB（J）-50kVA/7kV；50kV（JZ）/0.4kV1台
激励变压器原、副边线圈按隔离水平10kV，1min设计，副边线圈与铁芯和铁外壳处在同一电位上，副边线圈对原边线圈及地为高压隔离。
激励变压器的输出端对地连接有压敏电阻器或氧化锌避雷器。
激励变压器的结构型式为油浸自冷式。
其参数如下：
a）额定容量：
50kVA；
b）输入电压：
400V，单相；
c）输出电压：
7kV，50kV（JZ两用：
交流输出50kV，直流输出70kV）；
d）输出电流：
交流7A（7KV抽头，50KV抽头1A，直流0.72A；）（应把抽头都写清楚）
e）结构：
油浸自冷式；
f）重量：
约260Kg；
2.谐振操作台DCG-（L）-50kVA/380V1台
2.1电源控制部件
2.11空气断路器
空气断路器是提供试验回路的总电源（包括控制部分电源），并在主回路中起过载保护作用。
2.12主回路接触器
主回路接触器控制调压器的输入电源，即控制调压器的输出，当调压器碳刷处在零位时，通过按下控制台面板上的调压器通按钮，主接触器合上，使电源进入调压器，但若调压器碳刷不在零位时，主接触器合不上。
主接触器与控制台回路结合，保证调压器在任何状态上都是零位升压。
2.2控制台主要功能及其说明：
1）电抗器铁芯间隙遥测功能：
本装置在电抗器上安装了间隙传感器，在控制台上可直接读出铁芯的间隙，以指导操作，另外还安装了间隙限位开关及指示。
2）耐压时间到自动降压功能：
耐压计时采用数显计时器。
且当到达耐压时间时，系统会自动降压
3）零位合闸、零起升压功能：
具有零位限位功能，如果调压器不在零位，高压输出按钮无法合上，保证系统是从零起升压。
4）过流保护功能：
系统装有电磁式过流继电器，此继电器抗干扰能力强，动作迅速，避免试品不受过流的损伤。
5）过压及被试品闪络保护功能：
本装置装用电子式过压闪络保护板，避免试品不受过压和闪络的侵害，且动作迅速。
6）各试验数据实时监测功能：
可以对高压侧电压电流和低压侧的电压电流进行监测，可以更直观地了解试验情况。
7）回路谐振度数字显示及失谐升压闭锁功能：
通过功率因数表可以直观地显示系统谐振状态，系统如果不在谐振点，必须按住闭合按钮才可升压，当系统调节到谐振状态时才可松开闭合按钮，只需点击升降压按钮即可进行升降压。
控制台主要参数如下：
a）额定容量：
50kVA；
b）输入电压：
380V；
c）输出电压：
0~420V；
d）保护功能：
零位、过流、过压及试品闪络保护；
e）重量：
约40kg；
3.电动调压器DT-50kVA/380V/0~420V1台
调压器采用干式接触式电动调压器，它的特点是：
①零电压启动，永无操作过电压的危险；②输出波形畸变率小；③电压受控性好，电压变化为线性；④体积小，重量轻。
调压器在回路中起输送电源至激励变压器的输入端及调节输出电压的作用。
其参数如下：
a）额定容量：
50kVA；
b）输入电压：
380V，单相；
c）输出电压：
0~420V，单相；
d）结构：
双柱式单相电动调压；
e）重量：
约86Kg；
4.可调电抗器CHX（TL）-250kVA/50kV1台
图1：
可调电抗器结构示意图
可调电抗器设计成铁外壳、充油结构，铁芯为双芯柱，可调铁芯与固定铁芯间有导杆，可调铁芯在导杆上滑动，每个芯柱上有一个线圈，两个线圈在内部串联，铁芯部分有二个可调气隙，气隙在线圈内部，通过提升机构进行调节，机械间隙设计得小，以使得电抗器噪声小，电感值稳定，输出电压稳定。
可调电抗器的铁芯每片都经过专门的去毛刺处理，铁芯用专用固化剂固化成一整体，这样，使得电抗器噪音大大减小。
（如图1所示）
可调电抗器上安装了位移传感器，传感器的显示部分在控制台面板上，故在控制台上即可观察到电抗器铁芯气隙变化情况。
其参数如下：
a）额定容量：
250kVA
b）额定电压：
50kV；
c）额定电流：
5A；
d）可调电感量：
25.4H~101.4H；
e）品质因数：
Q≥30；
f）结构：
油浸、带铁芯可调式；
g）重量：
约800kg；
5.固定电抗器CHX（Jf）-50kVA/50kV2节
电抗器采用真空环氧浇注，防潮性能好，铝合金箱包装，体积小、重量轻、有效防震、便于人工搬运。
a）额定容量：
50kVA；
b）额定电压：
50kV；
c）额定电流：
1A；
d）电感量：
160H/单节；
e）品质因数：
Q＞30（f=45Hz时）；
f）重量：
约70kg/节；
6.分压器SGB-50A1台
a）额定电压：
交流50kV，直流70kV；
b）测量精度：
1级；
c）介质损耗：
tgσ≤0.5%；
d）分压比：
1000：
1；
e）分压比误差：
≤1.0%；
f）重量：
约15Kg；
g）结 构：
铝合金外包装。
7.外附硅堆150kV/1A4支（外附全波整流用）
8.放电球隙50kV/Ф100（加）1台（耐压试验时外加保护用）
9.保护水阻70kV/0.72A1支（直流耐压试验时保护用）
10.滤波电容70kV/0.5μF1台
11.延时放电棒70kV1支
七、部分现场图片展
CHX（L）-800kVA/40kV大电流型调感串联谐振
在贵州乌江渡水电站做发电机耐压试验
CHX（L）-2600kVA/55kV调感型串联谐振
在长江三峡现场做发电机耐压试验
八、
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
CQSB（J）-50kVA/7kV；50kV（JZ）/0.4kV
台
1
2
电动调压器
DT-50kVA/380/0~420V
台
1
3
控制台
DCG-（L）-50kVA/380V
台
1
4
可调电抗器
CHX（TL）-250kVA/50kV
台
1
5
固定电抗器
CHX（Jf）-50kVA/50kV
台
1
6
分压器
SGB-50A
台
1
7
外附硅堆
150kV/1A（做直流时整流用）
支
4
8
保护水阻
70kV/0.72A
支
1
放电球隙（加）
50kV/Ф100
台
1
9
滤波电容
70kV/0.5μF
台
1
10
延时放电棒
70kV
支
1
（二）设备附件一览表
序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
Φ25带塑软管线
分压器至电抗器之间、电抗器至试品之间
米
13
2
高压硅胶线
15米一根5米一根
根
2
3
激励变进线
带线鼻子16mm2
根
2
4
激励变至电抗器
带线鼻子16mm2
根
1
5
电源进线
5米长带线鼻子30mm2
根
3
6
航插线
4芯、7芯、9芯各一根
套
1
7
10米接地线
30mm2绝缘外皮的多芯软铜线
根
2
8
控制回路保险
只
2
9
铝合金工具箱
装设备附件中的1~9和”相关资料”
只
1
（三）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
10
2
成套装置使用说明书
份
10
3
产品合格证和用户意见卡
套
10
（四）备品备件和易损件一览表
序号
资料名称
单位
数量
备注
1
电抗器吊环
套
1
2
电子式过压闪络保护板
块
1
九、装置主要特点及功能
1.反击过电压和传递过电压保护：
本装置采用妥善的接线方式、完善的保护环节和能量的逐级吸收，防止反击过电压和传递过电压的侵害。
经过多年的现场实践证明，试品在闪络或击穿时，可避免成套试验装置和在场试验人员不受过电压的侵害和威胁。
同时也可避免被试品的故障点在闪络或击穿后不扩大损伤。
2.体积小，重量轻，安装、搬运方便，接线简单，非常适合现场使用人员的操作。
3.调感谐振装置的主要功能有：
1）电抗器铁芯间隙遥测功能：
本装置在电抗器上安装了间隙传感器，在控制台上可直接读出铁芯的间隙，以指导操作，另外还安装了间隙限位开关及指示。
2）耐压时间到自动降压功能：
耐压计时采用数显计时器。
且当到达耐压时间时，系统会自动降压
3）零位合闸、零起升压功能：
具有零位限位功能，如果调压器不在零位，高压输出按钮无法合上，保证系统是从零起升压。
4）过流保护功能：
系统装有电磁式过流继电器，此继电器抗干扰能力强，动作迅速，避免试品不受过流的损伤。
5）过压及被试品闪络保护功能：
本装置装用电子式过压闪络保护板，避免试品不受过压和闪络的侵害，且动作迅速。
6）各试验数据实时监测功能：
可以对高压侧电压电流和低压侧的电压电流进行监测，可以更直观地了解试验情况。
7）回路谐振度数字显示及失谐升压闭锁功能：
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