串聯諧振裝置

變頻串并聯諧振耐壓裝置是一種電氣試驗設備，主要用于高壓電力設備的絕緣性能檢測。它運用串聯諧振原理，利用勵磁變壓器激發串聯諧振回路，調節變頻控制器的輸出頻率，使回路電感L和試品C串聯諧振，諧振電壓即為加到試品上電壓。

一、SHHZ1001串聯諧振裝置被試品對象

1.110kV/1200mm2電纜10km，電容量≤2.82μF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓128kV。

2.220kV/1200mm2電纜10km，電容量≤1.9μF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓216kV。

二、SHHZ1001串聯諧振裝置工作環境

1、環境溫度：－15–45 0C;

2、相對濕度：≤90%RH;

3、海拔高度：≤2500米；

4、裝置主要技術參數及功能

5、額定容量：21600kVA；

6、輸入電源：380V電壓，頻率為50Hz；

7、額定電壓：216kV；

8、額定電流：100A；

9、工作頻率：30-300Hz；

10、波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；

11、工作時間：額定負載下允許連續60min；

12、溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；

13、品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；

14、保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；

15、測量精度：系統有效值1.5級；

三、變頻串并聯諧振耐壓裝置遵循標準

1、GB10229-88            《電抗器》

2、GB1094　　　　　　　　《電力變壓器》

3、GB50150-2006　　　　　《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》

4、DL/T 596-1996         《電力設備預防性試驗規程》

5、GB1094.1-GB1094.6-96  《外殼防護等級》

6、GB2900　　　　　　　　《電工名詞術語》

7、GB/T16927.1-2-1997　  《高電壓試驗技術》

四、變頻串并聯諧振耐壓裝置容量的確定

1、220kV，1200平方毫米交聯電纜10km，試驗頻率30-300HZ,電容量≤1.9μF，試驗電壓216kV。頻率取35Hz，試驗電流 I=2πfCU試 =2π×35×1.9×10-6×216×103=91A

2、對應電抗器電感量 L=1/ω2C=10H，設計四節電抗器，使用電抗器四節并聯即可滿足220kV電纜的耐壓試驗，則單節電抗器為5400kVA/216kV/25A/40H

3、驗證：110kV，1200平方毫米交聯電纜10km，試驗頻率30~300HZ,電容量≤2.82μF，試驗電壓128kV。

4、使用電抗器四節并聯,此時電抗器電感量為L=40/4=10H

5、試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√10×2.82×10-6)=30Hz。

6、試驗電流 I=2πfCU試 =2π×30×2.82×10-6×128×103=68A

7、裝置容量定為21600kVA/216KV，分四節電抗器，電抗器單節為5400kVA/216kV/25A/40H通過組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。

五、試驗時使用關系列表

六、系統配置及其參數

1、激勵變壓器YDZB-1200kVA/6kV/12kV/0.4kV           1臺

(1)額定容量：1200kVA；

(2)輸入電壓：380V，單相；

(3)輸出電壓：6kV；12kV；

(4)結    構：油浸式；

(5)重    量：約2800 kg；

2、變頻電源YD2000-1200kW/380V                          1臺

(1)額定輸出容量：1200kW

(2)工作電源：380V，工頻

(3)輸出電壓：0 – 400V，單相，

(4)額定輸入電流：3150A

(5)額定輸出電流：3150A

(6)輸 出 波 形：正弦波

(7)電壓分辨率： 0.01kV

(8)電壓測量精度：0.5%

(9)頻率調節范圍：30 – 300Hz

(10)頻率調節分辨率：≤0.1Hz

(11)頻率穩定度：0.1%

(12)運 行 時 間：額定容量下連續60min

(13)額定容量下連續運行60min元器件溫度≤65K;

(14)噪 聲 水 平：≤50dB

3、可實現以下功能

(1)內部由嵌入式觸摸屏控制,操作功能得到優化,操作簡單

(2)自動掃頻,尋找諧振點.頻率范圍20-300Hz,可手動設置掃頻范圍,掃頻大耗時1.5分鐘(全頻掃). 頻率分辨率0.1Hz

(3)自動試驗,用戶可設置試驗程序,系統自動按設置的程序完成試驗過程

(4)自動試驗時,自動跟蹤系統的諧振狀態,當諧振狀態發生變化,超過設置的區域時,系統自動跟蹤諧振點.在整個過程中保證系統工作在出力狀態，調頻時繪制頻率電壓曲線。

(5)耐壓時自動跟蹤電壓,電壓正常波動時自動調整電壓到目標電壓,由用戶根據試驗情況進行操作全壓輸出保護：在調壓過程中，嚴格保證變頻電源不會全電壓輸出。

(6)軟件經過嚴格模擬運行檢驗，運行安全、穩定、可靠

(7)自動保存試驗數據,數據查詢功能,根據查詢條件查詢以往的試驗數據；

(8)液晶顯示屏可顯示電源電壓和電流；高壓輸出的頻率、電壓、電流

(9)護功能：具有斷電、過流、過壓及閃絡保護功能；

(10)過電壓保護：可人工設定過電壓保護值；當整套裝置的輸出電壓達到保護整定值時，自動切除整套裝置。

(11)過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套裝置的輸出電流達到保護整定值時，自動切除整套裝置

(12)擊穿保護：具有放電或閃絡保護功能，當高壓側發生對地閃絡時，自動切除整套裝置。不會對試驗設備和人身造成傷害，變頻電源內電子元件不會擊穿

(13)斷電保護：試驗電源斷電后，裝置能快速保護

(14)變頻電源內部結構及其各元器件在經過正常的公路、鐵路運輸后，相互位置不變，不損壞，緊固件不松動外觀及操作界面充分采用人性化設計，美觀大方，操作簡便

(15)重量約805kg；

4、高壓電抗器YDXK-5400kVA/216kV                 4節

(1)額定容量：5400kVA;

(2)額定電壓：216kV；

(3)額定電流：25A；

(4)電 感 量： 40單節；

(5)品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；

(6)結    構：油式；

(7)重    量：約2500kg；

5、電容分壓器FRC-220 kV -700 pF                1套

(1)額定電壓：220kV；

(2)高壓電容量：700pF

(3)介質損耗：tgσ≤0.5%；

(4)分 壓 比：1000：1

(5)測量精度：有效值1.5級;

(6)重    量：約25kg；

七、供貨清單一覽表

（一）配置設備一覽表

（二）設備附件相關資料一覽表

一、被試品對象及試驗要求

1、110kV/1200mm2電纜，長度1000m，電容量≤0.242uF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過128kV。

2、220kV/2400mm2電纜，長度500m，電容量≤0.116uF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過216kV。

3、35kV/240mm2電纜，長度3000m，電容量≤0.54uF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過52kV。

二、工作環境

1、環境溫度：－15–40 0C;

2、相對濕度：≤90%RH;

3、海拔高度:  ≤2500米；

4、裝置主要技術參數及功能

5、額定容量：1560kVA；

6、輸入電源：三相380V電壓，頻率為50Hz；

7、額定電壓：130kV；260kV

8、額定電流：12A；6A

9、工作頻率：30-300Hz；

10、波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；

11、工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘；

12、溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K；

13、品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；

14、保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；

15、測量精度：系統有效值1.5級；

三、設備遵循標準

1、GB10229-88            《電抗器》

2、GB1094　　　　　　　　《電力變壓器》

3、GB50150-2006　　　　　《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》

4、DL/T 596-1996         《電力設備預防性試驗規程》

5、GB1094.1-GB1094.6-96  《外殼防護等級》

6、GB2900　　　　　　　　《電工名詞術語》

7、GB/T16927.1/2-1997　  《高電壓試驗技術》

四、裝置容量的確定

1、220kV/2400mm2電纜，長度500m，電容量≤0.116uF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過216kV。

頻率取35Hz。

2、試驗電流 I=2πfCU試=2π×35×0.116×10-6×216×103=5.5A。

3、對應電抗器電感量 L=1/ω2C=180H。

4、設計二節電抗器，使用電抗器二節串聯,則單節電抗器為780kVA/130kV/6A/90H。

5、驗證：1、110kV/1200mm2電纜，長度1000m，電容量≤0.242uF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過128kV。

6、使用電抗器2節并聯,此時電感量為90/2=45H。

7、試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√45×0.242×10-6)=48.2Hz。

8、試驗電流 I=2πfCU試=2π×48.2×0.242×10-6×128×103=9.4A。

9、35kV/240mm2電纜，長度3000m，電容量≤0.54uF，試驗頻率為30-300Hz,試驗電壓不超過52kV。

使用電抗器2節并聯,此時電感量為90/2=45H。

10、試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√45×0.54×10-6)=32.3Hz。

11、試驗電流 I=2πfCU試=2π×32.3×0.54×10-6×52×103=5.7A。

五、系統配置及其參數

1、激勵變壓器YDZB-48kVA/3kV/5kV/8kV//0.4kV       1臺

(1)額定容量：60kVA；

(2)輸入電壓：380V，單相；

(3)輸出電壓：3kV；5kV；8kV

(4)結    構：油浸式；

(5)重    量：約280 kg；

2、變頻電源YD2000-48kW/380V                         1臺

(1)額定輸出容量：48kW

(2)工作電源：380±10%V（三相），工頻

(3)輸出電壓：0-400V，單相，

(4)額定輸入電流：126A

(5)額定輸出電流：126A

(6)輸 出 波 形：正弦波

(7)電壓分辨率： 0.01kV

(8)電壓測量精度：0.5%

(9)頻率調節范圍：30-300Hz

(10)頻率步進值：0.1Hz

(11)頻率調節分辨率：≤0.1Hz

(12)頻率穩定度：0.1%

(13)運 行 時 間：額定容量下連續60min

(14)額定容量下連續運行60min元器件溫度≤65K;

(15)噪 聲 水 平：≤50dB

可實現以下功能

(15)自動試驗時,自動跟蹤系統的諧振狀態,當諧振狀態發生變化,超過設置的區域時,系統自動跟蹤諧振點.在整個過程中保證系統工作在出力狀態，調頻時繪制頻率電壓曲線。

(16)耐壓時自動跟蹤電壓,電壓正常波動時自動調整電壓到目標電壓,異常波動時提示用戶電壓異常波動,由用戶根據試驗情況進行操作。

(17)全壓輸出保護：在調壓過程中，嚴格保證變頻電源不會全電壓輸出。

(18)軟件經過嚴格模擬運行檢驗，運行安全、穩定、可靠。

(19)液晶顯示屏可顯示電源電壓和電流；高壓輸出的頻率、電壓。

(20)保護功能：具有斷電、過流、過壓及閃絡保護功能；

(21)過電壓保護：可人工設定過電壓保護值；當整套裝置的輸出電壓達到保護整定值時，自動切除整套裝置。

(22)過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套裝置的輸出電流達到保護整定值時，自動切除整套裝置。

(23)擊穿保護：具有放電或閃絡保護功能，當高壓側發生對地閃絡時，自動切除整套裝置。不會對試驗設備和人身造成傷害，變頻電源內電子元件不會擊穿。

(24)斷電保護：試驗電源斷電后，裝置能快速保護。

(25)變頻電源內部結構及其各元器件在經過正常的公路、鐵路運輸后，相互位置不變，不損壞，緊固件不松動。

(26)變頻電源配備引線和插頭與其他設備進行連接，包括電源的動力引線，與勵磁變壓器的低壓引線，與分壓器的測量引線，接地引線等。

(27)外觀及操作界面充分采用人性化設計，美觀大方，操作簡便。

(28)重量約85kg；

3、高壓電抗器 DK-780kVA/130kV                       2節

(1)額定容量：780kVA;

(2)額定電壓：130kV；

(3)額定電流：6A；

(4)品質因素：Q≥40 (f=45Hz)；

(5)結    構：油浸；

(6)重    量：約840kg；

4、電容分壓器FRC-300 kV -800 pF                        1套

(1)額定電壓：300KV；

(2)高壓電容量：800pF

(3)介質損耗：tgσ≤0.5%；

(4)分 壓 比：1000：1

(5)測量精度：有效值1.5級;

(6)重    量：約30kg；

六、電抗器使用關系表

試驗時使用關系列表

七、供貨清單一覽表

（一）配置設備一覽表

（二）相關資料一覽表

1、變頻串聯諧振基本原理：

1．1諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯回路，調節變頻電源輸出的電壓頻率，實現串并聯諧振，在被試品上獲得高電壓，是當前高電壓試驗的一種新方法，深受專家好評，在國內外已經得到廣泛的使用。

2、變頻串聯諧振試驗裝置特點：

2．1變頻串聯諧振試驗裝置具有輸出容量大，輸出電壓高、可任意組合電抗器針對不同試品的交流耐壓試驗。

2．2變頻串聯諧振試驗裝置具有體積小、重量輕、特別方便野外試驗。

2．3變頻串聯諧振試驗裝置具有保護功能好、有過壓保護、過流保護、時間保護、閃絡保護、過熱保護、模塊保護等功能。

2．4變頻串聯諧振試驗裝置具有操作簡單，并具有手動和自動兩檔。

2．5變頻串聯諧振試驗裝置采用大屏幕、使試驗數據一目了然，并可打印試驗結果。

2．6變頻串聯諧振試驗裝置具有試品擊穿后無過電壓之虞，對試品的損壞相當小。

2．7變頻串聯諧振試驗裝置試驗所需電源容量小，僅是工頻變壓器試驗所需電源容量的幾分之一，解決現場電源難找的問題。

3、適用范圍：

3．1滿足500mm2/35kV交聯電纜，長度6km的交流耐壓試驗。

3．2滿足500mm2/10kV交聯電纜，長度12km的交流耐壓試驗。

3．3滿足50000KVA/35kV及以下變壓器的交流耐壓試驗。

3．4滿足35kV開關、GIS、互感器的交流耐壓試驗。

4、使用環境條件：

4．1 環境溫度：-10℃～40℃

4．2 相對濕度：不大于90%

4．3 海拔高度：2500米以下

5、裝置容量確定：

5．1  500mm2/35kV交聯電纜，長度6km的交流耐壓試驗，額定電容量0.232uF/km，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓52kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×35×0.232×6×10-6×52×103=15.9A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=14.8H

5．2  500mm2/10kV交聯電纜，長度12km的交流耐壓試驗，額定電容量0.438uF/km，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓22kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×35×0.438×12×10-6×22×103=25.4A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=3.9H

5．3  50000KVA/35kV及以下變壓器，大等效電容量0.05uF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓72kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×45×0.05×10-6×72×103=1.02A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=250H

5．4  35kV開關、GIS、互感器的交流耐壓試驗，大等效電容量0.02uF，試驗頻率為45-200Hz，試驗電壓95kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×45×0.02×10-6×95×103=0.54A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=626H

※：根據以上試驗電壓、電流、頻率、電感量即設計12節電抗器，則單節電抗器為30kV/3A/40H.

驗證1：  500mm2/35kV交聯電纜，長度6km的交流耐壓試驗，額定電容量1.392uF，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓52kV。

☆：使用12節電抗器二串六并,此時電抗器額定電感量為13.3H，額定電壓為60kV,額定電流為18A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√13.3×1.392×10-6)=37Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×37×1.392×10-6×52×103=16.8A

驗證2：  500mm2/10kV交聯電纜，長度12km的交流耐壓試驗，額定電容量5.256uF，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓22kV。

☆：使用10節電抗器并聯,此時電抗器額定電感量為4.0H，額定電壓為30kV,額定電流為30A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√4×5.256×10-6)=34.7Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×34.7×5.256×10-6×22×103=25.2A

驗證3：  50000KVA/35kV及以下變壓器，大等效電容量0.05uF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓72kV。

☆：使用5節電抗器串聯,此時電抗器額定電感量為200H，額定電壓為150kV,額定電流為3A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√200×0.05×10-6)=50.3Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×50.3×0.05×10-6×72×103=1.2A

驗證4： 35kV開關、GIS、互感器的交流耐壓試驗，大等效電容量0.02uF，試驗頻率為45-200Hz，試驗電壓95kV。

☆：使用4節電抗器串聯,此時電抗器額定電感量為160H，額定電壓為120kV,額定電流為3A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√160×0.02×10-6)=89Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×89×0.02×10-6×95×103=1.06A

總結:裝置容量定為1080kVA/100KV;分12節電抗器，電抗器單節為90kVA/30kV/3A通過組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。

6、設備配置一覽表

7、主要功能及參數：

7．1變頻諧振試驗裝置系統參數：

7．1．1．輸入電壓：380V±10%   50Hz；

7．1．2．額定容量：1080kVA；

7．1．3．額定輸出電壓：0 ~ 100kV；

7．1．4．諧振電壓波形：正弦波、畸變率：≤0.5%；

7．1．5．輸出電壓不穩定度：≤0.5%；

7．1．6．輸出頻率范圍：25～320Hz；

7．1．7．頻率調節分辨率：0.01Hz；

7．1．8．品質因數Q值：額定負載下不小于50；

7．1．9．絕緣水平：1.2倍額定電壓耐壓1min；

7．1．10．額定電流下連續運行時間不低于30 min；

7．1．11．電壓測量精度：1級；

7．1．12．噪   聲：≤45dB；

7．1．13．該裝置配備以下保護功能：

設備有手動試驗、自動調諧及自動試驗；

過電壓保護、過電流保護、放電保護、斷電保護、零啟動保護。

試驗數據大屏幕顯示、中文菜單、可打印輸出、打印機為嵌入式。

7．2 調頻電源：

7．2．1．額定輸出容量：60kVA；

7．2．2．輸入電源：380V±10%  50Hz；

7．2．3．額定輸入電流：176A；

7．2．4．額定輸出電壓：0-400V可調、單相、輸出電壓不穩定度0.05%；

7．2．5．額定輸出電流：150A；

7．2．6．頻率調節范圍：25～320Hz；

7．2．7．額定容量下連續運行為規定工作時間下溫升≤60K；

7．2．8．顯示以下參數：

a．經變頻輸出的頻率、電壓、電流；

b．過壓保護電壓值，并可任意整定，當成套裝置的輸出電壓值達到保護整定時，可自動切除成套裝置；

c．過流保護：當調頻電源的輸出電流達到保護整定值時，可自動切除成套裝置；

d．擊穿保護：當高壓側發生對地閃絡時，可自動切除成套裝置，裝置帶有隔離裝置，可確保設備和人身不受損害；

e．具有全電壓輸出保護，在調壓過程中，一旦調壓失控，調頻電源立即閉鎖；

7．2．9．可實現以下操作：

a．頻率的調節，上升和下降頻率調節分粗調和細調兩種，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移；

帶有設置電壓、設置時間，電壓自動上升到設置值而停止并自動計時；

帶有各種保護功能的整定按鈕，可在面板上對各種保護值進行整定；

帶有手動試驗功能和自動試驗功能；

帶有試驗數據打印功能。

7．3 勵磁變壓器

7．3．1．結構形式：油浸式；

7．3．2．額定容量：60kVA；

7．3．3．輸入電壓：400V；

7．3．4．輸出電壓：1.5kV/3kV/6kV；

7．3．5．額定輸出電流：40A/20A/10A；

7．3．6．工作頻率：30～300Hz；

7．3．7．額定容量下連續運行為規定工作時間下，線圈對空氣的溫升不大于60K；

7．4 高壓電抗器30kV/3A

7．4．1．結構形式：干式、環氧澆鑄；

7．4．2．額定容量：90kVA；

7．4．3．額電電壓：30kV；

7．4．4．額定電流：3A；

7．4．5．額定電感量：40H；

7．4．6．工作頻率：30～300Hz；

7．4．7．額定容量下連續運行為規定工作時間下，電抗器對空氣的溫升不大于60K；

7．4．8．性能及特點：電抗器設計干式、環氧澆鑄，電抗器可以自由方便疊裝。環氧樹脂絕緣筒外殼，具有足夠的電氣、機械強度，必要的散熱能力以及油熱脹冷縮的裕度。外殼上下蓋板,顏色為橘紅色。

7．5 電容分壓器

7．5．1．結構形式：電容式；

7．5．2．額定電壓：100kV；

7．5．3．額定電容量：5000pF；

7．5．4．工作頻率：30～300Hz；

7．5．5．測量精度：≤1.0%；

7．5．6．性能及特點：

a.額定電壓下可連續運行2小時。

b.在30～300Hz范圍內，其精度和穩定度保持不變。

c.在20℃溫度下電容分壓器介質損耗值≤0.0025

d.電容分壓器配有支撐底架，具有足夠的穩定性。

e.電壓測量通過測試引線引至調頻電源進行測量。

8、設備制造引用和執行標準

DL/T849.6—2004      高壓諧振試驗裝置；

GB 6450—1986       干式電力變壓器；

DL/T848.2—2004      試驗變壓器；

GB/10229—1988      電抗器；

GB/T11920—1989     控制裝置通用技術條件；

GB/T16927.1—1997   高電壓試驗技術；

IEC358—1990        耦合電容器和電容分壓器。