270kVA/108kV電纜變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置

SXBP-270kVA/108kV電纜變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置

一、產(chǎn)品概述：

    目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE 交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對XLPE 交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲(chǔ)積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿，也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)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上的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來越受到人們的重視。
    同時(shí)，各種大型變壓器的交流耐壓試驗(yàn)，火力及水力發(fā)電機(jī)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)也定期進(jìn)行。這些設(shè)備的試驗(yàn)要求的試驗(yàn)設(shè)備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進(jìn)行試驗(yàn)，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進(jìn)行。等效工頻條件一般采用45-65Hz 的頻率范圍，但很多試驗(yàn)單位要求50Hz試驗(yàn)電源對這類設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

    變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置主要由變頻控制器，勵(lì)磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類，20KW及以上為控制臺(tái)式，20KW以下為便攜箱式；它由控制器和濾波器組成。變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉岛皖l率可調(diào)的正弦波。

我公司系列變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置主要用于10kV、35kV、110kV的交聯(lián)橡塑電力電纜，66kV、110kV、220kV 組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗(yàn)，水力和火力發(fā)電機(jī)或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗(yàn)。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)（30--300Hz）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù)、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

二、電源在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)：
    1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個(gè)系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。
    2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗(yàn)裝置的1/5-1/10。
    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(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流，擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
    5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃落電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。
三 SXBP-270kVA/108kV電纜變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置主要特點(diǎn)說明：
    1、調(diào)頻及功率元件使用最的日本進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)元器件；
    2、充分利用公司現(xiàn)有資源，*獨(dú)立自主開發(fā)和設(shè)計(jì)及生產(chǎn)該設(shè)備的所有組成部分：變頻電源
、勵(lì)磁變壓器、高壓電抗器、電容補(bǔ)償器和高精度電容分壓器；
    3、具備全自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓）、全手動(dòng)（手動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓）以及半自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓及手動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓）的多種功能，可任意切換使用；
    4、具備試驗(yàn)電壓、加壓時(shí)間、報(bào)警電流整定、報(bào)警電壓整定、頻率范圍、起始電壓的設(shè)置；
    5、具備放電保護(hù)功能，在試品發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，或其他原因造成的諧振回路突然失諧，變頻控制電源立即自動(dòng)快速切斷輸出，并顯示保護(hù)類型和閃落電壓值；
    6、測量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時(shí)間、保護(hù)動(dòng)作類型等相關(guān)信息，在試驗(yàn)完成時(shí)電壓自動(dòng)下降到零位；
    7、大液晶全中文界面平臺(tái)技術(shù)，全觸摸屏操作,數(shù)據(jù)保存.
    8、技術(shù)特點(diǎn)要點(diǎn)歸納：
    （1）的數(shù)字、功率技術(shù)：功率器件采用國外推出的集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體的智能功率模塊（IPM），極大的提高了整機(jī)的可靠性，減少了體積和重量。
    （2）完備的保護(hù)功能：
    過電壓保護(hù)：保護(hù)值可設(shè)置，動(dòng)作時(shí)間小于1 毫秒；
    雙重過電流過熱保護(hù)：大功率器件自身保護(hù)和軟件保護(hù)相結(jié)合，動(dòng)作時(shí)間小于10 微秒；
    閃絡(luò)保護(hù)：動(dòng)作時(shí)間小于1 毫秒，并可記錄下閃絡(luò)電壓值；
    零位保護(hù)：零電壓啟動(dòng)。
    （3）*的四種工作模式：
    手動(dòng)試驗(yàn)：手動(dòng)尋找諧振點(diǎn)并手動(dòng)升壓到所需電壓，按鍵后自動(dòng)計(jì)時(shí)；
    自動(dòng)試驗(yàn)：根據(jù)設(shè)置自動(dòng)尋找諧振點(diǎn)后自動(dòng)升到設(shè)定電壓后自動(dòng)計(jì)時(shí)；
   自動(dòng)調(diào)諧手動(dòng)升壓：根據(jù)設(shè)置自動(dòng)尋找諧振點(diǎn)后，需手動(dòng)升電壓到所需的電壓值，按“自動(dòng)計(jì)時(shí)
”鍵后自動(dòng)計(jì)時(shí)；
    手動(dòng)調(diào)諧自動(dòng)升壓：手動(dòng)尋找諧振點(diǎn)，根據(jù)設(shè)置自動(dòng)升壓后自動(dòng)計(jì)時(shí)。
    （4）友好的人機(jī)接口：
    的DSP 顯示平臺(tái)，大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，大屏幕LCD 顯示；
    豐富的幫助應(yīng)用信息，幫助你現(xiàn)場分析試驗(yàn)發(fā)生保護(hù)動(dòng)作時(shí)可能出現(xiàn)的問題；
    可保存200 次測試數(shù)據(jù);
    具有調(diào)頻時(shí)顯示頻率－電壓波形曲線，直觀的觀察到是否尋找到諧振點(diǎn)；
    掃頻范圍可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定，掃頻方向可以向上向下任意選擇，方便用戶操作；
    對于那些需要在50Hz 條件進(jìn)行試驗(yàn)的試品（比如發(fā)電機(jī)），我們采用了調(diào)頻調(diào)感技術(shù)，我們的
電抗器電感值可以根據(jù)試驗(yàn)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，壓緊裝置可以保證降低在通電時(shí)電抗器的噪音；
    （5）變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置*的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：調(diào)頻電源控制箱的接入和輸出采用插接和螺絲連接兩種方式，安全、方便、可靠、美觀精致；
    電抗器采用*的環(huán)氧澆注工藝，防潮防顛震；
    整體色彩和外型由專業(yè)的設(shè)計(jì)公司專門設(shè)計(jì)，美觀大方。