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中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜投運后年檢調(diào)試儀（電科院）

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置

全自動模式、半自動模式、手動模式

實時顯示試驗狀態(tài)，用戶可根據(jù)試驗狀態(tài)進行相應操作。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置：變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩(wěn)定和安全。

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置組成部分：變頻電源主機、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器、測試附件組成。元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等

ZSBP-108KVA/108KV變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置
一、介紹
執(zhí)行標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018《電力設備專用測試儀高壓諧振試驗裝置》
作用：對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗
可以完成交流被測試品：電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、隔離開關、避雷器、電壓互感器、電流互感器、套管、支柱絕緣子、電抗器、母線、隔離開關、輸電線路、發(fā)電機、電動機、熔斷器、電容器、接觸器、配電箱、絕緣材質、變電站系統(tǒng)等各種被試品的預防交流試驗和交接交流耐壓試驗
電源：采用220V及380V兩種
元器件（純進口）：功率器件：德國英飛凌，模塊：日本富士IGBT，芯片：英特爾等
二、參數(shù)
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置采用了調(diào)節(jié)電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現(xiàn)諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的應用。
采用了專用的SPWM數(shù)字式波形發(fā)生芯片，頻率分辨率16位，在20~300Hz時頻率細度可達0.1Hz；采用了正交非同步固定式載波調(diào)制方式，確保在整個頻率區(qū)間內(nèi)輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩(wěn)定和安全。
1、輸入:電壓220V或者380V ±10%
2、頻率：45/65Hz
3、輸出電壓：0-250V
4、輸出波形：正弦波
5、頻率調(diào)節(jié)范圍：30-300Hz
6、頻率分辨率：0.01Hz
7、頻率穩(wěn)定度：0.1%
8、頻率步進值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
9、電壓分辨率：0.1kV
10、電壓測量精度：1.5%
11、電壓步進值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
12、運行連續(xù)工作時間：60分鐘
國內(nèi)一些研究機構認為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。

其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。

同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發(fā)電機的交流耐壓試驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，，通常情況下采用諧振的方法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。

等效工頻條件一般采用45—65HZ的頻率范圍，但是很多試驗單位要求30-300HZ試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。

另外還有一種低頻設備，0.1HZ的超低頻設備耐壓儀，他有一個弊端就是電壓很難做到很高，在行業(yè)里推廣使用一直沒有得到用戶的大面積認可。串聯(lián)諧振裝置的應用很快就得到市場的認可，他是真實模擬運行狀態(tài)施加電壓，能夠很快的發(fā)現(xiàn)被試設備本身狀態(tài)情況。

結構： 采用干式結構,絕緣耐熱等級H級,滿足干式變壓器國家規(guī)范要求；高﹑低壓繞組間和鐵芯設靜電屏蔽,既作為勵磁變,又是隔離變；內(nèi)置過電壓保護,防止擊穿反擊。

為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。在與本產(chǎn)品輸入或輸出終端連接前，應確保本產(chǎn)品已正確接地。
注意所有終端的額定值：為了防止火災或電擊危險，請注意本產(chǎn)品的所有額定值和標記。在對本產(chǎn)品進行連接之前，請閱讀本產(chǎn)品使用說明書，以便進一步了解有關額定值的信息。
在有可疑的故障時，請勿操作：如懷疑本產(chǎn)品有損壞，請本公司維修人員進行檢查，切勿繼續(xù)操作。
請勿在潮濕環(huán)境下操作
請勿在易爆環(huán)境中操作
保持產(chǎn)品表面清潔和干燥

受迫振動與共振

受迫振動：振動系統(tǒng)在周期性驅動力作用下的振動。穩(wěn)定時，系統(tǒng)的振動頻率等于驅動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關。驅動力頻率越接近固有頻率，振幅越大。

共振：當驅動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時的振動稱為共振。物體的振幅增大，能量增加。若能量的增量等于所受阻力而消耗的能量時達到最大振幅，而不會一直增大。

系統(tǒng)發(fā)生諧振時，在諧振電壓和工頻電壓的作用下，PT鐵芯磁密迅速飽和，激磁電流迅速增大，會使PT繞組嚴重過熱而損壞(同一系統(tǒng)中所有PT均受到威脅)，甚至引起母線故障造成大面積停電。因此對發(fā)生諧振時，如何快速消除諧振是保證設備安全運行的關鍵。

諧振現(xiàn)象分析

6kV中性點不接地系統(tǒng)的諧振分基波諧振、高頻諧振和分頻諧振三種，諧振一般由接地和激發(fā)產(chǎn)生，根據(jù)運行經(jīng)驗，當向僅帶有電壓互感器的空母線突然充電時易產(chǎn)生基波諧振;當發(fā)生單相接地時易產(chǎn)生分頻諧振，特別是單相接地突然消失(如拉路)時易激發(fā)諧振。發(fā)生諧振時，相間電壓不變，電壓互感三角會出現(xiàn)諧振頻率電壓，中央信號會報“系統(tǒng)單相接地”信號，若不仔細分析其電壓變化，會誤認為是系統(tǒng)單相接地故障，對于沒有裝設消弧線圈的變電站，快速消除諧振更為重要，下面對三種諧振現(xiàn)象進行分析：

1、 基波諧振：發(fā)生基波諧振時，相對地電壓有以下兩種現(xiàn)象：

1) 一相電壓下降(不為零)，兩相電壓升高超過線電壓或電壓表頂表;

2) 兩相電壓下降(不為零)，一相電壓升高或電壓表頂表;

其相對地電壓的過電壓小于或等于3倍相電壓;

2、高頻諧振：發(fā)生高頻諧振時，其相對地電壓的過電壓小于或等于4倍相電壓，三相對地電壓一起升高，遠遠超過線電壓或電壓表頂表。

3、分頻諧振：發(fā)生分頻諧振時，三相對地電壓依相序次序輪流升高或同時升高，并在(1.2——1.4)倍相電壓間做低頻擺動，大約每秒一次。

諧振的處理

對于現(xiàn)在6kV不接地系統(tǒng)來說，主要是投入消弧線圈和改變運行參數(shù)，一般投入消弧線圈都能消除諧振，對于發(fā)生基波和高頻諧振，只要消諧器可靠動作，也能消除諧振，但對于分頻諧振具有零序性質，一般消諧器無法消除諧振，投切三相對稱負荷不起作用，對于未裝設消弧線圈，因此根據(jù)實際情況，可按以下方法處理：

1、 基波或高頻諧振的處理

1) 有運行電容器時，切除運行電容器;沒有運行電容器時，投入一組電容器;

2) 以上措施無法消諧時，切除該母線所有電容器，向調(diào)度申請切除部分饋線，最好是先切長線路。

2、 分頻諧振的處理

1) 切除該母線所有電容器;

2) 諧振仍無法消除時，向調(diào)度申請切除該母線上的線路，直至諧振消除;

3) 若所有線路全部切除后仍無法消諧，向調(diào)度申請切除變低開關，將母線停電;

4) 恢復母線及線路送電。

電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進行操作或發(fā)生故障時可形成各種振蕩回路，在一定的能源作用下，會產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象，導致系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)嚴重的過電壓。

諧振過電壓:由系統(tǒng)電容及電感回路組成諧振回路時引起,特點是過電壓倍數(shù)高、持續(xù)時間長。

諧振過電壓分類

(1) 線性諧振過電壓 諧振回路由不帶鐵芯的電感元件(如輸電線路的電感,變壓器的漏感)或勵磁特性接近線性的帶鐵芯的電感元件(如消弧線圈)和系統(tǒng)中的電容元件所組成。

(2) 鐵磁諧振過電壓 諧振回路由帶鐵芯的電感元件(如空載變壓器、電壓互感器)和系統(tǒng)的電容元件組成。因鐵芯電感元件的飽和現(xiàn)象,使回路的電感參數(shù)是非線性的,這種含有非線性電感元件的回路在滿足一定的諧振條件時,會產(chǎn)生鐵磁諧振。

(3) 參數(shù)諧振過電壓 由電感參數(shù)作周期性變化的電感元件(如凸極發(fā)電機的同步電抗在Xd —— Xq間周期變化)和系統(tǒng)電容元件(如空載線路)組成回路,當參數(shù)配合時,通過電感的周期性變化,不斷向諧振系統(tǒng)輸送能量,造成參數(shù)諧振過電壓。

限制措施

(1) 提高開關動作的同期性 由于許多諧振過電壓是在非全相運行條件下引起的,因此提高開關動作的同期性,防止非全相運行,可以有效防止諧振過電壓的發(fā)生。

(2) 在并聯(lián)高壓電抗器中性點加裝小電抗，用這個措施可以阻斷非全相運行時工頻電壓傳遞及串聯(lián)諧振。

(3) 破壞發(fā)電機產(chǎn)生自勵磁的條件,防止參數(shù)諧振過電壓。

系統(tǒng)發(fā)生諧振時，在諧振電壓和工頻電壓的作用下，PT鐵芯磁密迅速飽和，激磁電流迅速增大，會使PT繞組嚴重過熱而損壞(同一系統(tǒng)中所有PT均受到威脅)，甚至引起母線故障造成大面積停電。因此對發(fā)生諧振時，如何快速消除諧振是保證設備安全運行的關鍵。