ZSCX系列变频串联谐振成套装置.docx

1、ZSCX系列变频串联谐振成套装置武汉中试高测电气有限公司 一、应用范围 2二、主要性能指标及特点 2 2.1主要技术指标 2 2.2主要特点 2三、工作原理及系统配置 3 3.1工作原理 3 3.2系统配置 3 3.3决定系统配置的因素 4四、型号说明 4 4.1系统型号说明 4 4.2变频控制器型号说明 4 4.3励磁变压器型号说明 5 4.4试验电抗器型号说明 5 4.5分压器型号说明 5五、试验及试验接线 5 5.1交联聚乙烯电缆的交流耐压试验 6 5.2 GIS的交流耐压试验 7 5.3 大型变压器的交流耐压试验 7 5.4 大型发电机组的交流耐压试验 8 5.5 其它试品的交流耐压试

2、验 9六、试验操作步骤及注意事项 96.1 试验操作步骤 96.2 注意事项 10七、常见故障及分析 11八、维护 12 8.1 日常维护 12 8.2 运输 12九、随机文件 12十、附录：交联聚乙烯电缆相关技术参数 12一、应用范围变频串联谐振成套试验装置是运用串联谐振的原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器电感L和试品电容C发生串联谐振，谐振电压即为试品上所加电压。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防性试验。适用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交联聚乙烯电

3、力电缆交流耐压试验适用于66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐压试验适用于大型发电机组、电力变压器工频耐压适用于电力变压器的感应耐压试验二、主要性能指标及特点21主要技术指标（1）工作温度范围：-1045（2）工作湿度范围：90%（3）海拔：1000m（4）供电电源电压：380V10%、三相或220V10%、单相（10KW及以下） 50/60Hz（5）供电电源容量：0-300KW（6）额定输出电压：0-1000KV（7）额定输出容量：0-35MVA（8）工作频率范围：30-350Hz（亦可根据用户要求放宽频率范围）（9）频率调节分辨率：0.02Hz； 不稳定度0.05%（1

4、0）噪音：60dB（11）系统测量精度：1级（12）输出波形：正弦波，波形畸变率1%（13）电抗器Q值：30-120（14）系统具有IGBT、过电压、过电流、试品闪络等全自动保护22主要特点221体积小、重量轻，适合于现场使用变频控制器集调压、调频、控制及保护功能为一体，省去了笨重的调压器，而且操作方便、读数直观。由于系统Q值较高（30-120），有效地解决了由于电源容量的不足对现场试验的制约。当电压等级较高时，电抗器采用多级或叠积式结构，便于运用输及现场安装。222安装可靠性高变频装置采用先进的设计思想、高品质的IGBT及驱动回路使输出波形失真度小，频率输出稳定性好，具有良好的IGBT、过电

5、流、过电压（保护值可根据需要人为整定）以及放电保护功能，可保护设备及人身的安全；当试品放电或击穿时，由于谐振条件被破坏，短路电流小，只有试品试验电流的1/Q，避免了因击穿对试品造成的损坏。223试验的等效性好采用接近工频（30HZ-350HZ）的交流电压作为试验电源，无论是在等效性和一致性上都与50HZ/60HZ的工频电源非常接近，保证了试验结果的可靠性和真实性。三、工作原理及系统配置31工作原理高压电抗器可并、可串接使用，以保证回路在适当的频率下谐振。通过变频控制器提供电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压加在高压电抗器和试品上，通过改变变频控器的输出频率，使回路处于串联谐振状态

6、；调节变频电源的输出电压幅度值，使试品上的高压达到合适的电压值。回路的谐振频率取决于与被试品串联的电抗器的电感L和试品的电容Cx，谐振频率f=1/（2LCx ）。32系统配置321变频控制器变频控制器从结构上分为两大类：50kW及以上为控制台式，50kW以下为便携箱式；它是由控制器和滤波器组成。在系统中变频控制器的主要作用是把幅值和频率固定的工频380V或220V的正弦交流电转变成为幅值和频率可调的正弦波，并为整套设备提供电源。 变频控制器具有IGBT保护、过流保护、过压保护、放电保护、进线保护等可靠的保护功能，保证试验人员和试品的安全。 IGBT保护：当IGBT电流过大或过热时，CPU将停止

7、工作，直到系统恢复正常。 过压保护：是指当试验电压超过人为整定的保护电压（保护电压可根据不同试验电压需要任意设定）时，控制器自动跳闸，CPU停止工作，并提示系统发生过压保护。 过流保护：是当CPU检测到母线工作电流超过IGBT工作电流或IGBT温度过高时，CPU会发生过流保护信号，装置停止工作，并通过液晶屏提示系统发生过流保护。 放电保护：当试器击穿、短路或试品放电时，CPU停止工作，并切断主回路。进线保护、低通滤波器：不仅可以在稳态下使放电或击穿电流小，而且使暂态（瞬时）电流的破坏减小，从而保证设备和人身的安全。测量部分：试验人员可直接从变频控制器控制面板上读取输入电压、电流、当前工作频率、

8、变频控制器输出电压、电流及试品上所加谐振电压和电流信号。技术参数额定输入：380V、三相或220V、单相50Hz/60Hz额定输出：0400V或0220V频率分辨率：0.02Hz输出波形：正弦波输出频率：20-350Hz额定容量：5KW、10KW、20KW、50KW、100KW、200KW、300KW、（其中5KW、10KW，15KW可采用单相电源供电）。322励磁变压器励磁变压器的作用是将变频电源的输出电压升到合适的试验电压，满足电抗器、负载在一不定期品质因数下试验电压的要求（励磁变压器的容量一般与变频控制器相同）。为了满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求，励磁变压器高压绕组一般有多个抽

9、头。323高压电抗器高压电抗器L是谐振回路的重要部件，当电源频率等于1/（2LCx ）时，它与被试品Cx发生串联谐振；电抗器的性能直接影响到系统Q值的大小。324高压分压器 高压分压器是高电压测试器件，它由高压臂C1和低压臂C2组成，测量信号从低压臂C2上引出，作为高压电测量和保护信号。33决定系统配置参数的因素 系统谐振电压等级和容量取决于试品的电容量C，试验电压U试验频率f。1） 对于交联聚乙烯电缆决定系统配置的主要是：电缆的电压等级、电缆的截面积、试验电缆的长度及电缆要求的谐振频率范围。2） 对于GIS决定系统配置的因素为：GIS的电压等级、GIS的间隔数和每个间隔的电容量C，GIS允许

10、的试验频率范围。3） 对于变压器、发电机等设备，系统的配置取决于试品的容量试验电压、试品的等效电容量C、要求的谐振频率和试品的空载损耗的大小。四、型号说明41系统型号说明ZSCX - / 额定电压（KV） 额定容量（KVA） 串联谐振42变频控制器型号说明XZ 设计序号 谐振43励磁变压器型号说明ZSL / 额定电压（KV） 额定容量（KVA） 试验变压器 中间励磁44试验电抗器型号说明XZ D K / 额定电压（KV） 额定容量（KVar） 无局放 电抗器 谐振45分压器型号说明XZ J CF 额定电压（kV） 标称电容（pF） 分压器 交流 绝缘筒式五、试验接线及面板布局51本套试验装置测

11、量各种被试品的接线示意图52交联聚乙烯电缆XLPE的交流耐压试验交联聚乙烯电缆XLPE属于固体绝缘电缆，是经过特殊的物理、化学方法交联而成，具有良好的电气及物理性能，在世界范围内得到了广泛的应用。我国自七十年代以来，交联聚乙烯电缆也得到了迅速的发展，并逐步取代了常规中低压油纸绝缘电缆，而且110KV、220KV等高压电缆也在逐步推广。 交联聚乙烯电缆它最大的特点就是容量大，若是采用工频或接近工频的交流电压试验作为挤包绝缘电缆线路竣工试验存在的最大困难是长线路需要很大容量的试验设备：例如630平方毫米220KVXLPF电缆线路，电容量为0.188uF/Km，若电缆长3Km，则每相电缆试验需要50

12、Hz试验设备的容量至少为2.9MVA（试验电压178KV试验电流30A），因此，采用传统的试验变压器的试验方法已经远远不能满足现场系统试验容量的要求，变频谐振试验装置利用变频谐振的原理，使电源容量减少为试品容量的1/Q，设备的重量大大降低，使得高电压、长距离电缆的现场试验成为可能；同时利用试验频率允许在一定范围内（30-300Hz）可调和试验电抗器固定可调（单一电抗器电感是不可调的，但通过串并联，总电感可调）的原理，使得系统的柔性大大增加。电缆试验的接线图如下：橡胶电缆的变频交流耐压试验接线示意图53 GIS（气体绝缘金属封闭组合电器）的交流耐压试验GIS是一种把断路器、隔离开关、接地开关、电

13、压互感器、电流互感器、测量仪表组合在一起，并以SF6气体绝缘的组合电器，一般由1-7个间隔组成，电容量一般在10000PF以下。根据IEC517（补充）的标准，GIS试验电压的频率范围应在10-300Hz，与国标GB7674-1997等效。我国“城网气体绝缘变电站若干技术问题的暂行规定”对GIS的现场工频耐压值作了规定，取不超过出厂试验电压的90%。IEC517标准建议的试验电压为出厂试验电压的80%，并要求试验频率限制在10-300Hz范围之内。GIS的交流耐压试验接线图如下：GIS交流耐压试验接线图54大型变压器的交流耐压试验（外施工频交流耐压及感应耐压试验）变压器应该进行外施耐压试验。它

14、是考验产品主绝缘电气强度的最基本的绝缘试验，是发现主绝缘是否合理，绝缘材料是无缺陷和制造工艺是否符合要求的重要手段之一，对试验频率一般要求在工频，即45-65Hz。采用变频谐振的方式，通过补偿电容器使谐振频率控制在45-65Hz之内，由于回路谐振时Q值高，这样可大大减小试验电源的容量，并且频率可调，也增大了设备的应用范围，试验接线如下图所示：变压器交流耐压接线图感应耐压的倍数，对于电力变压器一般采用额定电压的两倍，为了不使铁芯中磁通饱和，应使用两倍以上额定频率的电源装置。一般规定频率应在100-400Hz范围内，但经验证明感应耐压试验的频率一般为150-200Hz为宜。55大型发电机组的交流耐

15、压试验根据国家和地方电力部门的规定发电机在制造、安装、检修和运行以及预防性试验中都应进行交流耐压试验，试验时试验电压和工作电压的波形、频率一致，作用于绝缘内部的电压分布及击穿性能能够适应发电机的工作状态，试验电压一般为0.75（2Un+3000）或1.5Un，频率要求为工频。采用BZ2000变频串联谐振试验成套装置再配上合适的补偿电容器在频率和容量上都可以很地满足发电机的交流耐压要求。试验接线如下图：发电机的交流耐压接线示意图56其它试品的交流耐压试验 互感器、套管等设备在作耐压试验时，都相当于一电容，利用电抗器和补偿电容器也可以使系统在50Hz附近发生谐振，达到工频绝缘试验的目的。 57面板

16、布局 六、试验操作步骤及注意事项61试验操作步骤1.根据各种试品接线方法，保证各点的接触良好，保证高压系统一点接地，且接地点距分压器最近。变频电源应该单独接地以避免高压放电对其设备的损坏。2.确保连接无误后接通电源。3.打开主机电源开关会显示主菜单 试验参数设置 手动试验 自动试验 试验记录4. 试验前请进入出厂设置，同时按 键进入请输入密码，密码为 此时出现 电压系数 *.*电流系数 *.* 电压D35 1 147 电流D33 0 145 电压 *.* 电流 *.* 本机分压器电压系数为5.00，。电流系数为5.00。看看电压系数,电流系数是否改变。如没有改变请返回。如有改变请用确认， ，键

17、修改成一致,每修改一项要确认一次否则无效。修改后返回。5.将光标移至试验参数设置；按确认键。进行各项参数的修改，用 和确认键执行，修改后返回主菜单。然后合上功率电源开关。6.手动试验：按确认键此时开始充电至100%。按确认键光标在试验频率上然后用 键移动数位，用键递增或减小使屏幕上显示电压最大我们认定为谐振点。在按确认键使光标在激励功率上，按 键移动数位用键递增或减小使电压达到预定值后开始计时。试验完成后请返回，关掉功率电源。7.自动试验：按确认键后仪器将自动完成手动步骤至试验完成。按返回键，关掉功率电源。8.进入试验前注意试品的安全距离，确保人身安全。6.2注意事项1. 在给整机加电以前,一

18、定要仔细检查各输入输出接线是否正确和牢固.接地是否可靠,高压系统接地线采用一点接地。变频电源主机地线应该从面板上单独引出接地（接地线最好用裸铜线）。2试验时，电抗器不可置于铁板或铜板等导电材料上。3试验升压之前必须进入出厂设置区看看系数是否正确。 试验时请先给工作电源，后给功率电源，完毕后先断功率电源以免损坏仪器。4当变频控制器提示过电压保护、过流保护或闪络保护时，请退出试验，重新整定电压， 电流保护值，再进入试验。5. 试验时的试验频率与计算频率相距太大，请立即返回重新设置起始找频功率。再进入试验。6. 在试验过程中如显示屏不显且背光有请关电源后在开机。七、常见故障及分析1 主机找不到谐振点

19、。原因：系统谐振点在主机的输出频率范围之外；系统接线错误；系统未可靠接地；高压采样反馈信号开路或连接不可靠；试品有故障。输出激励功率不够。2 主机复位。原因：主机供电电源波动；外界强磁场干扰；主机未可靠接地；3 值偏低，即电压升不上去，或升不高。原因：试品放电泄漏；电抗器磁路受干扰，例如电抗器被放置在磁场屏蔽范围内。4 电源跳闸。原因：谐振系统回路短路。说明：以上故障原因仅供参考。注意：请勿擅自打开箱体，拆卸或更换元器件，如有质量问题，请与本公司联系。八、维护81日常维护对于串联谐振成套装置各部件，应定期检查，确保结构坚固。不使用时，应存放于干燥、清洁场地，防止雨水、灰尘进入装置内部。82运输

20、运输时请确保各装置固定，不松动，适当加以缓震保护。搬运时，轻拿轻放，请勿抛摔！质保期内，若因本公司产品质量问题不能正常使用，本公司将无偿上门服务，终身维修。九、随机文件1、变频串联谐振成套试验装置使用说明书 1份2、保修卡/合格证 1份十、附录一：部分设备（试品）的电容值：交联聚乙烯电缆每公里电容量电缆导体截面积（平方毫米）电容量（uF/Km）YJV、YJLV6/6KV、6/10KVYJV、YJLV8.7/10KV、8.7/15KVYJV、YJLV12/20KVYJV、YJLV21/35KVYJV、YJLV26/35KV1*350.2120.1730.1521*500.2370.1920.16

21、60.1180.1141*700.2700.2170.1870.1310.1251*950.3100.2400.2060.1430.1351*1200.3270.2610.2230.1530.1431*1500.3580.2840.2410.1640.1531*1850.3880.3070.2670.1800.1631*2400.4300.3390.2910.1940.1761*3000.4720.3700.3190.2110.1901*4000.5310.4180.3520.2310.2091*5000.6030.4380.3880.2540.2321*6300.6670.4700.4160

22、.2870.256电缆导体截面积（平方毫米）电容量（uF/Km）YJV、YJLV6/6KV、6/10KVYJV、YJLV8.7/10KV、8.7/15KVYJV、YJLV12/20KVYJV、YJLV21/35KVYJV、YJLV26/35KV3*350.2120.1730.1523*500.2370.1920.1660.1180.1143*700.2700.2170.1870.1310.1251*950.3100.2400.2060.1430.1353*1200.3270.2610.2230.1530.1433*1500.3580.2840.2410.1640.1533*1850.3880.

23、3070.2670.1800.1633*2400.4300.3390.2910.1940.1763*3000.4720.3700.3190.2110.1903*4000.5310.4180.3520.2310.2093*5000.6030.4380.3880.2540.2323*6300.6670.4700.4160.2870.256电缆导体截面积（平方毫米）电容量（uF/Km）YJV、YJLV64/110KVYJV、YJLV128/220KV3*2400.1293*3000.1393*4000.1560.1181*5000.1690.1243*6300.1880.1383*8000.2140

24、.1553*10000.2310.1723*12000.2420.1793*14000.2590.1903*16000.2730.1983*18000.2840.2073*20000.2960.2153*22000.2213*25000.23260KV级全绝缘变压器的电容（PF）试品容量（KVA）类别63020003150630080001600高压-地270041004600590070008200低压-地420066007900100001100015300110KV中性点分级绝缘变压器的电容（PF） 试品容量（KVA）类别500003150020000100005600高压-中压、低压、

25、地1420011400870061504200中压-高压、低压、地2480011800132009600低压-高压、中压、地19300193001200094006800220KV级中性点非全级绝缘部分变压器的电容（PF）试品型号SETSL-63000SSPSL-120000SSPSL-240000类型高压-中压、低压及地121001350017050中压-高压、低压及地185001970023260低压-高压、中压及地182002360029940试品型号SETSL-240000SSPSL-360000SSPSL-120000类型高压-中压、低压及地322303391038020中压-高压、

26、低压及地23260低压-高压、中压及地224702379022160部分发电机的电容值类别型号生产厂家额定容量(MW)额定电压(KV)相电容(uf)汽轮发电机QFS-125-2上海电机厂12513.80.08-0.12QFSN-200-2哈尔滨电机厂20015.750.19-0.21QFQS-200-2东方电机厂20015.750.1928-0.21QFQS-200-2北京重型电机厂20015.750.18-0.19QFS-300-2上海电机厂30018.00.16-0.20QFSN-300-2上海电机厂30018.00.18-0.20ATB-2美国GE公司35223.00.268(设计值)T

27、BB-320-2(前苏联)32022.00.312-105*234美国西屋公司60020.00.2(工厂试验值)50WT23E-138ABB60022.00.253(设计值)水轮发电机72.5-8510.50.69430015.751.7-2.540018.02-2.5十、附录二：部分设备试验电压标准：电缆30-75Hz的交流耐压试验电压电缆额定电压交接试验电压预防性试验电压U。-U倍数电压值(KV)倍数电压值(KV)1.8/32U。3.61.6U。33.6/62U。7.21.6U。66/62U。121.6U。106/102U。121.6U。108.7/102U。17.41.6U。1412/202U。241.6U。1921/352U。421.6U。3426/352U。521.6U。4264/1101.7U。1091.36U。87127/2201.4U。1781.15U。146变压器的交流耐压试验电压标准额定电压KV最高工作电压KV线端交流试验电压值KV中性点交流试验电压值KV全部更换绕组部分更换绕组或交接时全部更换绕组部分更换绕组或交换时1132.532.533.51815181566.9252125211