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中試控股技術研究院魯工為您講解：變電站試驗設備

ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置

11kV/300mm2電纜1km交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓28kV，試驗時間5min。
10kV開關等電氣設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過42kV，試驗時間1min。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振耐壓試驗裝置：ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小在國內外得到了廣泛應用，

是當前高電壓試驗的新方法和潮流。不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，

這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

變頻串聯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-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數
1.額定容量：44kVA
2.額定電壓：22kV；44kV
3.額定電流：2A；1A
4.測量精度：系統有效值1.5級
5.工作頻率：30-300Hz
6.裝置輸出波形：正弦波
7.品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)
8.波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%
9.輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz
10.工作時間：額定負載下允許連續60min；過壓1.1倍1分鐘
11.溫    升：額定負載下連續運行60min后溫升≤65K
12.保護功能：過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能
13.環境溫度：－20℃-55℃
14.相對濕度：≤90%RH
15.海拔高度:≤3000米

裝置主要組成

1、變頻電源  ZSBP-4kW

2、激勵變壓器       ZSJL-3kVA

3、高壓電抗器       ZSDK-22kVA/22kV

4、電容分壓器       ZSFY-3000pF/50kV

交流耐壓試驗是電力設備絕緣強度有效和直接的方法，是電力預防性試驗的一項重要內容。 
此外，由于交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高，因此通過試驗后，設備有較大的安全裕度，因此交流耐壓試驗是電力設備安全運行的一種重要手段。一般變頻串聯諧振試驗裝置來進行交流耐壓試驗。  
試驗電壓的確定 
交流耐壓試驗中，關鍵的問題就是正確選擇試驗電壓的數值，一方面要求能保證絕緣水平，另一方面要考慮因試驗電壓過高而引起的絕緣劣化。

主要功能及特征

ZSBP系列變頻串聯諧振耐壓試驗裝置，中試控股采用調節電源頻率的方式，使得電抗器與被試電容器實現諧振，從而在被試品上獲得高電壓大電流，因其所需電源功率小、設備重量輕體積小，在國內外得到了廣泛應用，是當前高電壓試驗的新方法和潮流。

特點：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。

2、整個裝置單件重量很輕，便于現場使用。

3、裝置具有三種工作模式：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式；方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。

4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便識別和查找。

5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。

6、ZSBP-44kVA/44kV變頻串聯諧振耐壓試驗裝置采用DSP平臺技術，可根據用戶需要增減功能和升級，人機交換界面更為人性化。

7、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

8、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振裝置中，省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，中試控股使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。

9、有效改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

10、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，而用并聯諧振或者試驗變壓器做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數百倍。串聯諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

11、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且不會出現任何恢復過電壓。

如何選擇合適的變頻串聯諧振耐壓試驗裝置？
為了選對規格，請提供以下技術參數
1、電力變壓器：電壓等級，大容量，試驗性質（中性點耐壓或全絕緣耐壓）單相對地電容量；
2、電力電纜：電壓等級，大長度，截面積；
3、發電機、電動機：電壓等級（出口電壓或稱工作電壓），試驗電壓（耐壓值）單相對地電容量范圍（如0.2-0.55uF等）；
4、開關、絕緣子、PT、CT、絕緣工器具、母線：電壓等級（或稱工作電壓）；試驗電壓（耐壓值）；
5、CVT效驗：電壓等級或稱工作電壓，試驗電壓（耐壓值）電容量范圍（如0.005-0.02uF）。

什么是串聯諧振？ 
由于電力預防試驗大多是對于大容量和高電壓的電氣設備，建議采用工頻耐壓進行絕緣性能的檢測，也就是剔除了采用直流高壓發生器對于電氣設備絕緣性能檢測的使用要求，雖兩者都屬于破壞性試驗；

但經過長期的研究，采用工頻耐壓的方式相對于直流耐壓穩定性，安全性要好，由于電氣設備的容量大，電壓高，往往像油浸式試驗變壓器一類的工頻耐壓設備無法滿足測試要求，在國內，為了達到這一目的，基本通過變頻串聯諧振來實現測量。 
變頻串聯諧振，“變頻”在串聯諧振電路中，通過調整可變的頻率范圍產生諧振條件，“串聯”是指在整個電路中的鏈接方式，串聯時，電壓相加，電流不變，“諧振”是指的諧振電路，組合起來就是我們常說的串聯諧振試驗裝置。

工作原理

    該變頻串聯諧振試驗成套裝置運用串聯諧振原理，通過調節變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器的電感L和被試品電容C發生諧振，諧振電壓即為試品上所加電壓。

    通過調頻控制器提供供電電源，試驗電壓由勵磁變壓器經過初步升壓后，使高電壓加在電抗器L和被試品C上，通過改變調頻控制器的輸出頻率，使回路處于串聯諧振狀態。回路的諧振頻率取決于被試品電容C和電抗器的電感L，調節變頻控制器的輸出電壓，使試品上高壓達到所需要的電壓值。

裝置組成

1、變頻電源：既可改變其輸出頻率，又可改變其輸出電壓，給諧振回路提供電源。

2、勵磁變壓器：隔離主機電源與諧振回路電源，并升高主機的輸出電壓。

3、諧振電抗器：與被試品構成串聯諧振回路，可配置多節電抗器，使用時通過不同的串并聯組合，實現不同的電感量以適用不同的試驗條件。

4、電容分壓器：測量被試品上的電壓，并作為采樣信號反饋給變頻電源主機。

功能特點

1、該串聯諧振試驗裝置采用彩色液晶屏顯示試驗數據、試驗狀態，具有操作步驟提示功能。

2、可靈活分段設置試驗電壓、試驗時間，設置找頻范圍。

3、試驗結果能計算出被試品電容值，可打印相關試驗數據。

4、單件設備體積小、重量輕、便于進行現場試驗。

5、該試驗系統具有自動試驗和手動試驗兩種試驗方法，操作方便。

6、該高壓諧振試驗裝置安全可靠性高，系統具有過電流、過電壓及放電保護功能，可有效保護人身及設備安全。

技術參數

1、功率電源電壓：AC 380V±10%、50Hz

2、儀器工作電源：AC 220V±10%、50Hz

3、諧振輸出容量：0～75kVA

4、諧振試驗電壓：0～75kV

5、輸出頻率范圍：30～300Hz

6、頻率調節靈敏度：0.1Hz

7、不穩定度：≤0.05%

8、輸出電壓波形：正弦波

9、波形畸變率：＜0.5%

10、測量精度：＜1級

11、系統噪聲：≤60db

12、保護響應時間：1μs

13、環境溫度：-15℃～50℃

14、相對濕度：≤90%

15、海拔高度：≤2000m

       變頻串聯諧振試驗裝置用好對電力等部門的作用是非常巨大的，但如果應用不當，電路變頻串聯諧振的危害也是非常大的，因此我們一定要在使用此裝置前了解其正確的使用方法。

        變頻串聯諧振試驗裝置不同于一般通用的試驗儀器，特點是同一套設備可以用于不同電氣設備的交流耐壓試驗如交聯電纜、變壓器、GIS、電動機和發電機等。體積小，重量輕，特別適合現場使用。串聯諧振試驗裝置利用的好能幫助我們進行許多試驗，那變頻串聯諧振試驗裝置應用不當有哪些危害？

        變頻串聯諧振試驗裝置發生諧振時，由于感抗和容抗相等，所以電感和電容兩端的電壓有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此這兩個電壓是相互抵消的。在電容或電感的電壓有效值為：UL=UC=XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R稱為諧振電路的品質因數，它代表電壓比。即UC/U或UL/U。

        品質因數是衡量諧振電路特性的一個重要參數。如電路中電抗越大，電阻越小，則品質因數越高。因此電容或電感上的電壓值將比外加電壓大很多。一般電感、電容諧振電路的品質因數可達幾十甚至幾百。所以變頻串聯諧振試驗裝置又叫電壓諧振。在電力系統中，串聯諧振試驗裝置將會產生高出電網額定電壓數倍的過電壓，對電力設備的安全造成很大危害。

        由于諧波的存在，使得電壓、電流的波形發生畸變，可致使變壓器、旋轉機電等電氣裝備的消耗增年夜；電容器盡緣老化加速，使用壽命縮短；引發系統內繼電庇護和自動裝配誤動或拒動；干擾通訊旌旗燈號等風險。

  當電網中諧波含量超越規定限制，那就必需接納措施消除或抑制諧波，電力系統多采用濾波器裝配來消除諧波。諧振可致使系統一定范圍內的過電壓和過電流。諧振過電壓不僅風險裝備的盡緣，而且發生年夜的零序電壓份量，泛起子虛接地和不準確的接地指示，并使小容量的異步機電發生反轉。延續的過電流會引發PT熔件熔斷甚至燒毀PT。在發生諧振時，運行人員應憑據電壓、電流的異常指示，判斷諧振類型及可能發生的緣由，并判斷接納措施，避免事故發生。