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JTXZ 串联谐振装置

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产品描述
参数

产品概述

该装置主要针对交联电缆、水力发电机、主变、母线、GIS等的交流耐压试验,具有较宽的适用范围,是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。

该装置主要由变频控制电源、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器(选配)组成。

串联谐振在电力系统中应用的优点:

1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此,试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中,不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,而且,谐振励磁电源只需试验容量的1/Q,使得系统重量和体积大大减少,一般为普通试验装置的1/10-1/30。

3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波形,有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态,当试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。所以,串联谐振能有效的找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的隐患。

5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧即刻熄灭,且恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压前断开电源,这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程,其过程长,而且,不会出现任何恢复过电压。

变频串联谐振试验装置主要功能及其技术特点:

1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐(闪)等保护功能,过压过流保护值可以根据用户需要整定,试品闪络时闪络保护动作,以保护式品。

2、整个装置单件重量很轻,便于现场使用。

3、装置具有三种工作模式,方便用户根据现场情况灵活选择,提高试验速度。

工作模式为:全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式。

4、能存储和异地打印数据,存入的数据编号是数字,方便的帮助用户识别和查找。

5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定,同时液晶大屏幕显示扫描曲线,方便使用者直观了解是否找到谐振点。

6、采用了DSP平台技术,可以方便的根据用户需要增减功能和升级,也使得人机交换界面更为人性化。

 

 

电力电缆交流耐压试验

采用频率范围为20Hz-300Hz的交流电压对电缆线路进行耐压试验,试验电压及耐受时间按表1要求。

表1橡塑电缆线路交流耐压试验电压和时间

额定电压U0/U(kV)

试验电压

时间(min)

18/30及以下

2.5U0(z或2U0)

5(或60)

21/35-64/110

2U0

60

127/220

1.7U0(或1.4U0)

60

190/330

1.7U0(或1.3U0)

60

290/550

1.7U0(或1.1U0)

60

注:表1摘自《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-2006  P41

除以上国标之外,国内很多地方或企业也相应的出台了地方性试验标准或企标,中低压电缆试验电压为1.6-2.0倍的相电压,高压电缆试验电压一般都在1.4-1.7倍的相电压,具体根据各个地方标准略有不同。例如表2为国网公司企标:

表2交联聚乙烯电缆线路交流耐压试验电压和时间

额定电压U0/U(kV)

试验电压

时间(min)

新投运线路或不超过3年的非新投运线路

非新投运线路

18/30以下

2.5 U0(2U0)

2U0

5(60)

21/35-64/110

2U0

1.6U0

60

127/220

1.7U0

1.36U0

190/330

290/550

注:表2摘自国网公司《电力电缆线路试验规程》Q/GDW 11316-2014  P5

变压器交流耐压试验

7.2.1交接试验标准

表3电力变压器交流试验电压参考表

系统标称电压

kV

设备最高电压

kV

交流耐受电压kV

油浸式电力变压器

干式电力变压器

<1

≤1.1

——

2

3

3.6

14

8

6

7.2

20

16

10

12

28

28

15

17.5

36

30

20

24

44

40

35

40.5

68

56

66

72.5

112

——

110

126

160

——

 

表4额定电压110(66)kV及以上的电力变压器中性点交流耐压试验电压值(kV)

系统标称电压

设备最高电压

中性点接地方式

出厂交流耐受电压

交接交流耐受电压

66

——

——

——

——

110

126

不直接接地

95

76

220

252

直接接地

85

68

不直接接地

200

160

330

363

直接接地

85

68

不直接接地

230

184

500

550

直接接地

85

68

经小电阻接地

140

112

750

800

直接接地

150

120

注:表3、表4摘自《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-2016  P78

 

 

7.2.2预防试验标准

 

表5电力变压器交流试验电压值

额定

电压

kV

最高工作电压kV

线端交流试验电压值kV

中性点交流试验电压值kV

全部更换绕组

部分更换绕组或交接时

全部更换绕组

部分更换绕组或交接时

<1

≤1

3

2.5

3

2.5

3

3.5

18

15

18

15

6

6.9

25

21

25

21

10

11.5

35

30

35

30

15

17.5

45

38

45

38

20

23.0

55

47

55

47

35

40.5

85

72

85

72

66

72.5

140

120

140

120

110

126.0

200

 170(195)

95

80

220

252.0

360

306

85

72

395

336

(200)

(170)

330

363.0

460

391

85

72

510

434

230

195

500

550.0

630

536

85

72

680

578

140

120

注:表5摘自《电力设备预防性试验过程》DL/T 596-1996  P38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.3发电机交流耐压试验

7.3.1交接试验标准

 

表6定子绕组交流耐压试验电压

容量(kW)

额定电压(V)

试验电压(V)

10000以下

36以上

(1000+2Un)*0.8,最低为1200

10000及以上

24000以下

(1000+2Un)*0.8

10000及以上

24000及以上

与厂家协商

注:表6摘自《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-2016  P10

 

7.3.2预防性试验标准

 

表7定子绕组交流耐压试验

定子绕组交流耐压试验

1)大修前2)更换绕组后

1)全部更换定子绕组并修好后的试验电压如下:

1)应在停机后清除污秽前热状态下进行。处于备用状态时,可在冷状态下进行。氢冷发电机试验条件同本表序号3的说明1)

  2)水内冷电机一般应在通水的情况下进行试验,进口机组按厂家规定,水质要求同本表序号3说明5)

  3)有条件时,可采用超低频(0.1Hz)耐压,试验电压峰值为工频试验电压峰值的1.2倍

  4)全部或局部更换定子绕组的工艺过程中的试验电压请参考相关资料

容  量

kW或kVA

额定电压UV

试验电压V

小于10000

36以上

2 Un +1000但最低为

1500

10000及以上

6000以下

2.5Un

6000~18000

2 Un +3000

18000以上

按专门协议

2)大修前或局部更换定子绕组并修好后试验电压为:

运行20年及以下者

1.5Un

运行20年以上与架空线路直接连接者

1.5Un

运行20年以上不与架空线路直接连接者

(1.3~1.5) Un

注:表7摘自《电力设备预防性试验过程》DL/T 596-1996  P10

 

谐振装置容量选择

试验电流: I=2πfCU×10-3 (A)

频率的选择(Hz)

1、发电机——50Hz,取50Hz

2、变压器——4565Hz,取50Hz

3、GIS、开关、母线——30300Hz,取45Hz

4、电力电缆——30300Hz,取35Hz

电压的选择(kV)

按照规程要求,确定最高试验电压。

电容量的选择(µF)

根据被试品最大电容量确定

装置最大容量:P=UI×1.25 (kVA)

 

 

技术方案

JTXZ-270kVA/54kV

变频串联谐振耐压试验装置

一、满足试品范围

1、10kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验,电容量≤0.751uF,试验频率30-300Hz,试验电压22kV,试验时间5min。

2、35kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验,电容量≤0.389uF,试验频率30-300Hz,试验电压52kV,试验时间60min。

二、装置主要组成

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

1

变频电源

JTXZ-15kW

1

2

激励变压器

JLB-15kVA/1.5/3/6kV/0.4kV

1

3

高压电抗器

DK-67.5kVA/27kV

4

4

电容分压器

FY-2500pF/60kV

1

三、主要功能及特征

JTXZ系列变频串联谐振耐压试验装置,采用调节电源频率的方式,使得电抗器与被试电容器实现谐振,从而在被试品上获得高电压大电流,因其所需电源功率小、设备重量轻体积小,在国内外得到了广泛好评和应用,是当前高电压试验的新方法和潮流。

我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点:

1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐(闪络)等保护功能,过压过流保护值可以根据用户需要整定,试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值,以供试验分析。

2、整个装置单件重量很轻,便于现场使用。

3、装置具有三种工作模式:全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式;方便用户根据现场情况灵活选择,提高试验速度。

4、能存储和异地打印数据,存入的数据编号是数字,方便用户识别和查找。

5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定,扫频方向可以向上、向下选择,同时液晶大屏幕显示扫描曲线,方便使用者直观了解是否找到谐振点。

6、采用DSP平台技术,可根据用户需要增减功能和升级,人机交换界面更为人性化。

7、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。

8、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中,省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,而且,谐振激磁电源只需试验容量的1/Q,使得系统重量和体积大大减少,一般为普通试验装置的1/10-1/30。

9、有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波形,有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。

10、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态,当试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q,而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。串联谐振能有效的找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。

11、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧即刻熄灭,且恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压前断开电源,这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程,其过程长,而且不会出现任何恢复过电压。

四、主要技术参数

1、额定容量:270kVA

2、额定电压:27kV;54kV

    3、额定电流:10A;5A

4、测量精度:系统有效值1.5级

5、工作频率:30-300Hz

6、装置输出波形:正弦波

7、品质因素:装置自身Q≥30(f=45Hz)

8、波形畸变率:输出电压波形畸变率≤1%

9、输入电源:单相220V或三相380V电压,频率为50Hz

10、工作时间:额定负载下允许连续60min;过压1.1倍1分钟

11、温    升:额定负载下连续运行60min后温升≤65K

12、保护功能:过压、过流、零位启动、系统失谐(闪)等保护功能。

13环境温度:-20℃-55℃

14相对湿度:≤90%RH

15海拔高度≤3000米

五、装置容量确定

装置容量定为270kVA,分四节电抗器,电抗器单节为67.5kVA/27kV/2.5A/50H  

验证:

1、10kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验,电容量≤0.751uF,试验频率30-300Hz,试验电压22kV,试验时间5min。

   使用电抗器两节并联,则L=50/2=25H ,则:

试验频率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√25×0.751×10-6)=36.73Hz

试验电流:

I=2πfCU =2π×36.73×0.751×10-6×22×103=3.81A

2、35kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验,电容量≤0.389uF,试验频率30-300Hz,试验电压52kV,试验时间60min。

使用电抗器两节串联(互感系数1.1)两组并联,则L=50×2×1.1/2=55H ,则:

试验频率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√55×0.389×10-6)=34.41Hz

试验电流:I=2πfCU =2π×34.41×0.389×10-6×52×103=4.37A

满足实验要求。

六、试验时设备组合方式

组合方式

被试品对象

电抗器选择

(67.5kVA/27kV四节)

激励变压器

输出端选择

试验电压(kV)

10kV/300mm2电缆2km

使用电抗器两节并联

1.5kV

≤22kV

35kV/300mm2电缆2km

使用电抗器两节串联两组并联

3kV

≤52kV

七、系统配置参数

1、变频电源JTXZ-15kW                                   1台

  1. 额定输出容量:15kW
  2. 工作电源:220/380±10%V(单/三相),工频
  3. 输出电压:0–400V
  4. 额定输入电流:37.5A
  5. 额定输出电流:37.5A
  6. 电压分辨率:0.01kV
  7. 电压测量精度:1.5%
  8. 频率调节范围:30–300Hz
  9. 频率调节分辨率:≤0.1Hz
  10. 频率稳定度:0.1%
  11. 运 行 时 间:额定容量下连续60min
  12. 温    升:额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K
  13. 噪 声 水 平:≤50dB
  14. 尺寸(长宽高mm):460×340×420
  15. 重  量:约15kg

2激励变压器JLB-15kVA/1.5/3/6kV/0.4kV                1台

  1)额定容量:15kVA

  2)输入电压:0-400V

  3)输出电压:1.5/3/6kV

  4)结    构:干式

  5)尺寸(长宽高mm):520×520×460

  6)重    量:约85kg

3、高压电抗器DK-67.5kVA/27kV                         4节

  1)额定容量:67.5kVA;

2)额定电压:27kV

3)额定电流:2.5A

4)电 感 量:50H/单节

5)品质因素:Q≥30 (f=45Hz)

6)结    构:干式

7)尺寸(内径高mm):382×435

8)重    量:约90kg

4、电容分压器FY-2500pF/60kV                        1套

  1. 额定电压:60kV 
  2. 高压电容量:2500pF
  3. 介质损耗:tgσ≤0.5%
  4. 分 压 比:1000:1
  5. 测量精度:有效值1.5级
  6. 尺寸(内径高mm):∅140×500
  7. 重    量:约6kg

 

 

 

 

 

 

 

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