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中試控股技術研究院魯工為您講解：GIS組合電器交流耐壓試驗裝置

ZSBP-600KVA/400KV變頻串聯諧振技術標準配置

110KV電纜,S=300mm2 500m

220KV電纜,S=500mm2 300m

110KV.220KV開關，變壓器.刀閘試驗。

110KV.220KV開關、主變，GIS試驗。

參考標準：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

變頻串聯諧振技術標準配置：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。

ZSBP-600KVA/400KV變頻串聯諧振技術標準配置

1.變頻串聯諧振試驗裝置以調整輸出頻率激發串聯諧振.

2.變頻串聯諧振耐壓成套裝置包括以下基本部件：

變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、電容分壓器及附件等。

中試控股以下環境條件下能夠不影響正常試驗：

溫度范圍：—10～45℃

海拔高度：≤2000m 相對溫度：≤90%

3.3系統技術參數如下：

a、輸出電壓波形：正弦波，波形畸變率≤0.5%

b、輸出分辨率：0.1HZ

c、輸出頻率范圍：30～300 HZ

d、額定負載下連續運行時間：30min,且各部件溫升≤35K

e、品質因數：30～300

f、不穩定度：0.01%

g、系統測量精度：1.0級

h、輸入工作電源：380V、50HZ

i、系統噪聲：≤60分貝

3.4系數使用功能：

a、具備手動試驗/自動調諧/自動試驗三種模式，并可任意切換。

b、具備大屏幕顯示，可指示：輸出電壓(有效值)及輸出頻率等。

c、具備試驗電壓、時間、試驗頻率范圍等試驗參數設置功能。

d、具備過壓、過流保護功能，并可任意整定設置。

e、具備放電保護功能，在高壓發生閃絡時，可自動降電源，同時可以提示“電保護”及相關信息。

f、具備掉電保護功能。

g、具備過熱保護功能。

h、具備零值保護功能，系統和變頻電源只能零啟動、零退出。

i、具備各種數據打印功能。

j、具備系統故障自診斷功能。

三、本裝置特點：

1、主機保護功能齊全，有過流、過壓、閃絡、過熱、零值升壓、掉電保護等功能，出廠前經滿負載試驗合格。

2、勵磁變壓器箱為雙層鋁塑結構，美觀輕巧。高壓側圈為三組線圈，且線圈有原件過壓保護。

3、電抗器可任意組合串聯或并聯。

串聯諧振在電力系統中應用的優點：

1、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。

2、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源中，不但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，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。

3、改善輸出電壓的波形。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，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

4、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。而并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，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。所以，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。

5、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。

二、我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點：

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，方便用戶根據現場情況靈活選擇，提高試驗速度。

工作模式為：全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式.

4、能存儲和異地打印數據，存入的數據編號是數字，方便的幫助用戶識別和查找。

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、采用了DSP平臺技術，可以方便的根據用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。

簡易讀懂：變頻串聯諧振耐壓試驗裝置可以做什么?

變頻串聯諧振成套耐壓試驗裝置適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗，主要針對電力電纜、變壓器、斷路器/開關、開關柜、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、變電站系統的交流耐壓試驗，對被測試品做承受過電壓預防交流試驗和交接交流試驗。

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

采用了調節電源的頻率的方式使得電抗器與被試電容器實現諧振，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，在國內外已經得到廣泛的應用。

采用了專用的SPWM數字式波形發生芯片，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制方式，確保在整個頻率區間內輸出波形良好；功率部分采用了先進的IPM模塊，在小重量下確保儀器穩定和安全。

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）。

串諧計算

為了用戶更好更快的完成試驗，多用計算公式可以節約時間和少帶設備

注意事項及常見問題

1、高壓試驗請注意安全，嚴格按照高壓試驗的規范來操作。檢查/修改試驗接線時，請先關閉本系統，并切斷電源。

2、串聯諧振系統支持的最高電壓為800Kv，實際能夠升到的高壓由激勵變壓器決定，請根據試驗電壓調換合適的激勵變壓器。

3、如果開機后發現變壓器發出非正常聲音，請立即關閉本系統并切斷電源，檢查變壓器接線是否正確。

4、正?！巴C”采用逐步降壓停機的方式，保護停機直接快速停機，遇到緊急情況可以直接斷開空開直接關機。

5、如果自動掃頻失敗，請檢查接線或重設掃頻范圍。

6、本系統試驗電壓為峰值采樣（國標要求），如果系統顯示的高壓跟萬用表顯示的高壓差別大，請檢查“試驗參數”中的“分壓變比”是否正確填寫。

變頻電源有如下幾個顯著的特點：

?       波形為脈寬電壓調節的方波。

?       內部由ARM控制，操作功能得到優化,操作簡單。

?       自動掃頻，尋找諧振點.頻率范圍30-300Hz,可設置掃頻范圍，掃頻最大耗時40秒鐘(全頻掃)， 頻率分辨率0.01Hz。

?       自動試驗，用戶可設置試驗程序，試驗程序分為5段，系統自動按設置的程序完成試驗過程。

?       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。

?       實時顯示試驗狀態，用戶可根據試驗狀態進行相應操作。

?       強大的保護功能：過流保護，過壓保護和閃絡保護，過熱保護，高壓異常保護，軟/硬件同時保護，確保安全。

?       試驗數據保存，可即時打印試驗數據，也可將數據保存以備下次打印。

?       數據查詢功能,根據試驗日期查詢以往的試驗數據。

調感式串聯諧振試驗試驗操作流程：（即找諧振點和升壓過程）

1、檢查連接線并確認無誤；

2、接通電源：  湖北調感式串聯諧振試驗裝置調壓器控制臺在上電后啟動“電源開關”， “電源指示”燈亮，液晶點亮顯示

3、增加調壓器輸出電壓：    一般增加20V到40V。

4、調節電抗器間隙：（即找諧振點）   一般情況下，在上次試驗結束后即本次湖北調感式串聯諧振試驗開始前，可調電抗器鐵芯應該處在零間隙位置。開始按“增間隙”按鈕，此時注意“試驗電壓”的數值，調節間隙過程中，試驗電壓伴隨著鐵芯間隙的增加而增加，（因為此時增加間隙是在逐漸接近諧振點，所以電壓也隨之增加）當試驗電壓增加到一“最大值”時，（即當在增加間隙的過程中，增加到某一點時，試驗電壓反而減?。?，此點即為“諧振點”。串聯諧振

5、升壓：   當“諧振點”找到以后，即可增加調壓器輸出電壓到所需要加到被試品上的“額定試驗電壓”

6、計時：   當試驗電壓升到所需值時，設置好“撥碼時間繼電器”，一般做發電機時間為1分鐘；設置好后，按下“計時”按鈕則開始計時。

7、降壓：   當耐壓時間完成后，調壓器則自動降壓，試驗完畢（此過程中，也可手動降壓，即按住“降壓“按鈕即可）。

8、鐵芯回位： 當試驗完畢后，必須將鐵芯回落到“零間隙”即最低點位置，以保證在沒有試驗時，鐵芯機械傳動桿不受力。

用串聯諧振法進行消弧線圈伏安特性試驗的方法

為了使消弧線圈補償系統的調諧正確，消弧線圈再投入運行前和大修后，需在工頻電源下測量伏安特性U＝f(I)。用

為了使消弧線圈補償系統的調諧正確，消弧線圈再投入運行前和大修后，需在工頻電源下測量伏安特性U＝f(I)。用串聯諧振來提供電源，進行消弧線圈的伏安特性試驗，是目前比較常用的一種試驗方法。

串聯諧振法是利用消弧線圈的電感和外加電容組成串聯回路，并使其感抗XL與容抗XC匹配(XL＝XC)而得到高電壓和大電流。

串聯諧振法試驗接線如圖1所示。

串聯諧振法試驗接線

TR——調壓器（50kVA，0~450V）；C——電容器；

L——被試的消弧線圈；F1、F2——保護球隙；PV——電壓表（0~30kV）；

PA——電流表（0~5A，0.5級）；TA——電流互感器

試驗步驟

 (1)根據消弧線圈的電感值，對需要匹配的并聯電容器的電容量進行估計（對550kVA圖1串聯諧振法試驗接線的消弧線圈抽頭1~5為1.9~3.6μF)，然后用串、并聯方法組合成所需要的電容量。

(2)按圖1接好線，經檢查無誤后，試驗人員按分工就位。

(3)合上電源開關，緩慢調節三相調壓器后，當消弧線圈L的端電壓從靜電電壓表PV讀到7、8、10、12、15、17、20、22kV時，從電流表PA讀到對應電流值，并作好記錄。

(4)調節調壓器，使電壓緩慢地降到零，拉開電源開關。

(5)改變消弧線圈的抽頭位置，同時改變電容器C的電容量，使之與電感量匹配，然后再按上述步驟重復進行測試。

(6)根據電壓表和電流表的讀數作出消弧線圈的伏安特性曲線U＝f (I)。

測試中應注意的問題

(1)考慮串聯諧振回路電感L值時，應考慮調壓器的電感，即回路電感應為消弧線圈的電感值和調壓器電感值之和。若不考慮調壓器的電感值，會導致電容器匹配不當。工作點偏離調諧點較遠，調諧幅值也低。若考慮調壓器的電感值時，一般可將消弧線圈的電感值再加大3.5% ~4%即可。

(2)對于35kV系統，當發生單相接地時，消弧線圈上最高的電壓是相電壓，即2ZkV，伏安特性試驗其試驗電壓也應加到22kV。為安全起見，需先將串聯電容器作工頻耐壓試驗。試驗電壓為24kV，耐壓時間為1min。

(3)在調節時，為避免諧振出現過高電壓損壞被試的消弧線圈，要并接保護球隙F2(直徑5cm)及水電阻(0.1Ω/V)，為保護電容器要并接保護球隙F1。

(4)調壓器只能朝一個方向調節，避免磁滯影響。每一個抽頭應選擇同一個量程進行測量，中途不要改變量程，以免影響試驗的準確度。

串聯諧振和并聯諧振有什么區別？從字面上分析兩者便不同，都是諧振現象，只是并聯、 串聯之分。在電阻、電容、電感串聯電路中，出現電源、電壓、電流同相位現象，叫做串聯諧振。其特點是:電路呈純電阻性，端電壓和總電流同相，此時阻抗最小，電流最大，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。諧振電壓與原電壓疊加，是并聯諧振。

其特點是:電路總阻抗最大，因而電路總電流變得最小，但對每一支路而言，其電流都可能比總電流大得多，因此電流諧振又稱電流諧振。下面小編就針對串聯諧振裝置和并聯諧振裝置做具體的區分。

串聯諧振

串聯諧振

具體區別有以下幾點：      

1.逆變器供電不同。串聯諧振逆變器是恒壓源供電，并聯諧振則是恒流源供電。      

2.逆變器的工作頻率要求不同。串聯諧振逆變器的工作頻率必須低于負載電路的固有振蕩頻率，而并聯諧振逆變器的工作頻率必須高于負載電路的固有振蕩頻率。      

3.功率調節方式不一樣。并聯諧振逆變器的功率調節方式只有改變直流電源電壓Ud一種，而串聯諧振則多一種改變晶閘管的觸發頻率的方式。       

4.逆變器在換流時，晶閘管關斷時間和方式不同。串聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是自然關斷的，關斷時間短。而并聯諧振逆變器在換流時，晶閘管是被強迫關斷的，關斷時間長。      

5.串聯諧振逆變器可以自激工作，也可以他激工作。而并聯諧振逆變器一般只能工作在自激狀態。     6.逆變器啟動難易程度不一樣。串聯諧振逆變器起動容易，適用于頻繁起動工作的場合；而并聯諧振逆變器需附加起動電路，起動較為困難。

在電阻、電容、電感串聯電路中，出現電源、電壓、電流同相位現象，叫做串聯諧振，其特點是：電路呈純電阻性，電源、電壓和電流同相位，電抗X等于0，阻抗Z等于電阻R，此時電路的阻抗最小，電流最大，在電感和電容上可能產生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯諧振也稱電壓諧振。

諧振電壓與原電壓疊加，并聯諧振：在電阻、電容、電感并聯電路中，出現電路端電壓和總電流同相位的現象，叫做并聯諧振，其特點是：并聯諧振是一種完全的補償，電源無需提供無功功率，只提供電阻所需要的有功功率，諧振時，電路的總電流最小，而支路電流往往大于電路中的總電流，因此，并聯諧振也叫電流諧振。

串聯諧振裝置就用運用串聯諧振原理設計的最新型交流耐壓試驗設備。一套串聯諧振耐壓試驗設備，可兼顧電力變壓器、交聯電纜、開關柜、電動機、發電機、GIS和SF6開關、母線、套管、CT、PT等試品的交流耐壓試驗，是全能型的交流耐壓設備。