GSBXB-108KVA/108KV 變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置
技術(shù)方案
一、系統(tǒng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
GB50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》DL/T849.6-2004
《電力設(shè)備專用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置》
JB/T9641-1999 《試驗(yàn)變壓器》
GB10229 《電抗器》
GB/T.311-1997 《高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合》
DL/T846-2004 《高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件》
GB4793-1984 《電子測(cè)量儀器安全要求》
GB2900 《電工名詞術(shù)語》
GB4208 《外殼防護(hù)等級(jí)》
GB191 《包裝貯運(yùn)標(biāo)志》
GB/T16927-1997 《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》
二、工作環(huán)境
環(huán)境溫度：－150C –40 0C;
相對(duì)濕度：≤90%RH;
海拔高度: ≤3500米；
三、裝置主要適用范圍
1、滿足300mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗(yàn)，長度2km，電容≤0.74uF,試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓U≤22kV。
2、滿足300mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗(yàn)，長度1km，電容≤0.095uF,試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓U≤52kV。
3、滿足12500kVA以下變壓器交流耐壓試驗(yàn)，電容≤0.02uF,試驗(yàn)頻率45~65Hz,試驗(yàn)電壓U≤68kV。
4、滿足10kV變電站系統(tǒng)交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓U≤42kV。
5、滿足35kV變電站系統(tǒng)交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓U≤100kV。
四、系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范及性能
4.1 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
4.1.1 額定輸出電壓： 0～108kV
4.1.2 諧振電壓波型： 正弦波，波形畸變率＜0.5%
4.1.3 被試品電流； 1A
4.1.4 試驗(yàn)容量： 108kVA
4.1.5 輸出頻率： 30～300Hz
4.1.6 工作時(shí)間： 滿功率輸出下，連續(xù)工作時(shí)間60min
4.1.7 品質(zhì)因素： 30～90
4.1.8 輸入工作電源： 單相220V或三相380V±10%，50Hz
4.1.9 環(huán)境溫度： －15℃～+40℃
4.1.10 相對(duì)濕度： ＜90RH%，無凝露狀況
4.1.11 海拔高度： ＜3500m
4.1.12 噪聲： ≤50dB
4.2 系統(tǒng)的性能特點(diǎn)
4.2.1 充分利用我公司在電子測(cè)量技術(shù)和電磁兼容方面的優(yōu)勢(shì)，自主開發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)該套設(shè)備所有組成部分包括：變頻電源、激勵(lì)變壓器、澆注式高壓電抗器和高精度電容分壓器。
4.2.2 具備手動(dòng)/自動(dòng)模式、大屏幕顯示、試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置，并具有自動(dòng)計(jì)時(shí)及操作提示功能。
4.2.3 具備多項(xiàng)保護(hù)功能，如：過壓、過流保護(hù)、放電保護(hù)、失諧保護(hù)等。
五、裝置容量確定
滿足300mm2,10kV 電纜交流耐壓試驗(yàn)，長度2km，電容≤0.74uF,試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓U≤22kV。
頻率取31Hz
試驗(yàn)電流 I=2πfCU試 =2π×31×0.74 ×10-6×22×103=3.2A
對(duì)應(yīng)電抗器電感量 L=1/ω2C=35H
設(shè)計(jì)四節(jié)電抗器，將四節(jié)電抗器并聯(lián)使用,則單節(jié)電抗器的參數(shù)為27kVA/27kV/1A/140H，裝置總?cè)萘繛?08kVA。
驗(yàn)證：1.滿足10000kVA/35kV以下變壓器交流耐壓試驗(yàn)，電容≤0.02uF,試驗(yàn)頻率45~65Hz,試驗(yàn)電壓U≤68kV。
使用電抗器四節(jié)串聯(lián)，此時(shí)電感量為L=140*4=560H,
試驗(yàn)頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√560×0.02×10-6)=47.6Hz。
試驗(yàn)電流I=2πfCU試 =2π×47.6×0.02×10-6×68×103=0.4A。
2.滿足300mm2,35kV 電纜交流耐壓試驗(yàn)，長度0.7km，電容≤0.114uF,試驗(yàn)頻率30~300Hz,試驗(yàn)電壓U≤52kV。
使用電抗器二節(jié)串聯(lián)二組并聯(lián)，此時(shí)電感量為L=140*2/2=140H,
試驗(yàn)頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√140×0.114×10-6)=39.8Hz。
試驗(yàn)電流I=2πfCU試 =2π×39.8×0.114×10-6×52×103=1.5A。
結(jié)論：裝置容量定為108kVA/108kV/27kV，分四節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為27kVA/27kV/1A/140H，使用電抗器組合能滿足上述被試品的試驗(yàn)要求。
六、試驗(yàn)時(shí)使用關(guān)系表
| 設(shè)備組合試品 | 電抗器27kVA/27kV 四節(jié) | 激勵(lì)變壓器輸出端選擇 |
| 滿足10kV/300mm2電纜, (試驗(yàn)電壓22kV,試驗(yàn)時(shí)間5min) | 長度500m以下 | 使用電抗器一節(jié) | 1.5kV |
| 長度500~1000m | 使用電抗器二節(jié)并聯(lián) | 1.5kV |
| 長度1000~1500m | 使用電抗器三節(jié)并聯(lián) | 1.5kV |
| 長度1500~2000m | 使用電抗器四節(jié)并聯(lián) | 1.5kV |
| 滿足35kV/300mm2電纜, (試驗(yàn)電壓52kV,試驗(yàn)時(shí)間60min) | 長度350m以下 | 使用電抗器二節(jié)串聯(lián) | 3kV |
| 長度350~700m | 使用電抗器二節(jié)串聯(lián)二組并聯(lián) | 3kV |
| 滿足12500kVA/35kV以下變壓器, (試驗(yàn)電壓68kV,試驗(yàn)時(shí)間1min) | | 使用電抗器四節(jié)串聯(lián) | 3kV |
| 滿足35kV變電站系統(tǒng), (試驗(yàn)電壓100kV,試驗(yàn)時(shí)間1min) | | 使用電抗器四節(jié)串聯(lián) | 5kV |
七、主要部件的技術(shù)規(guī)范及性能
7.1 變頻電源控制箱 GSCXBD -6kVA/220V/380V 1臺(tái)
7.1.1 技術(shù)參數(shù)
7.1.1.1 輸入工作電源： 單相220V或三相380V±10%，50Hz。
7.1.1.2 輸出電壓和電流： 0～400V，電流15A。
7.1.1.3 輸出頻率： 30～300Hz，頻率調(diào)節(jié)細(xì)度0.1Hz，不穩(wěn)定度＜0.05%。
7.1.1.4 額定輸出容量： 6kVA
7.1.1.5 外形尺寸和重量： 360×230×320mm；18kg
7.1.2 性能特點(diǎn)
7.1.2.1 參數(shù)設(shè)置：可對(duì)試驗(yàn)電壓、耐壓時(shí)間、試驗(yàn)?zāi)Ｊ健⒃囼?yàn)電流、等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或選擇。
7.1.2.2 試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑菏謩?dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ健⒆詣?dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>
a、手動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑壕邆渖龎骸⒄{(diào)諧（含手動(dòng)、自動(dòng)）、降壓（手控自動(dòng)）功能等。
b、自動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑哼M(jìn)入試驗(yàn)狀態(tài)后，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)諧、升壓、計(jì)時(shí)、降壓、切斷主回路并轉(zhuǎn)到試驗(yàn)結(jié)果界面。
7.1.2.3 保護(hù)功能及其信息提示：具備高壓過壓、低壓過流保護(hù)，以及失諧保護(hù)、零位、放電保護(hù)等多重保護(hù)功能。
7.1.2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：試驗(yàn)結(jié)果保存、回查等。
a、試驗(yàn)結(jié)果：手動(dòng)或自動(dòng)試驗(yàn)完畢后，在試驗(yàn)結(jié)果界面中可顯示出試驗(yàn)時(shí)的詳細(xì)參數(shù)，可將參數(shù)保存在存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器為非易失存儲(chǔ)器，可保存200次試驗(yàn)記錄。
b、數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。
7.1.2.5自動(dòng)穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)電壓或手動(dòng)升壓結(jié)果，自動(dòng)跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗(yàn)電壓，電壓穩(wěn)定度可達(dá)1%。
7.1.2.6 調(diào)頻范圍設(shè)定：調(diào)頻范圍可設(shè)為20～300Hz。
7.1.2.7 過壓保護(hù)功能：軟件過壓保護(hù)值，豐富的高壓過壓保護(hù)功能，更具安全性，有效保護(hù)人身、設(shè)備及試品的安全。
7.1.2.8過電流保護(hù)：可人工設(shè)定過電流保護(hù)值；當(dāng)整套裝置的輸出電流達(dá)到保護(hù)整定值時(shí)，自動(dòng)切除整套裝置
7.1.2.9擊穿保護(hù)：具有放電或閃絡(luò)保護(hù)功能，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生對(duì)地閃絡(luò)時(shí)，自動(dòng)切除整套裝置。不會(huì)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和人身造成傷害，變頻電源內(nèi)電子元件不會(huì)擊穿
7.1.2.10斷電保護(hù)：試驗(yàn)電源斷電后，裝置能快速保護(hù)
7.2 激勵(lì)變壓器GSJLB-6kVA/1.5kV/3kV/5kV/0.2kV/0.4kV 1臺(tái)
配置特點(diǎn)：將高電壓、小電流、短時(shí)間與低電壓、大電流、長時(shí)間的試品試驗(yàn)分開處理，配置不同抽頭勵(lì)磁變，以保證勵(lì)磁變壓器的利用率及重量最輕。10kV電纜等電氣設(shè)備試驗(yàn)時(shí)，使用1.5kV輸出端；35kV電纜試驗(yàn)時(shí)，使用3kV輸出端。
7.2.1 技術(shù)參數(shù)
7.2.1.1 額定容量： 6kVA
7.2.1.2 輸入電壓： 0～400V
7.2.1.3 輸出電壓： 1.5kV ;3kV;5kV
7.2.1.4 工作頻率范圍： 30～300Hz
7.2.1.5 工作時(shí)間： 60min
7.2.1.6 外形尺寸和重量：360×280×360mm；35kg
7.2.1.7 適用范圍： 電氣主設(shè)備試驗(yàn)及電纜試驗(yàn)
7.2.2 性能特點(diǎn)
7.2.2.1 激勵(lì)變?yōu)楦墒浇Y(jié)構(gòu)，無漏油之慮。
7.2.2.2 高、低壓繞組及鐵芯間均設(shè)靜電屏蔽層，既是勵(lì)磁變壓器，又是隔離變壓器。
7.2.2.3 內(nèi)置過壓保護(hù)，防止擊穿反擊。
7.3 高壓諧振電抗器 GSDK-27kVA/27kV 4臺(tái)
7.3.1 技術(shù)參數(shù)
7.3.1.1 額定工作電壓： 27kV（有效值）
7.3.1.2 額定工作電流： 1A（有效值）
7.3.1.3 額定容量： 27kVA
7.3.1.4 額定電感量： 140H
7.3.1.5工作頻率： 30～300Hz
7.3.1.6 工作時(shí)間： 60min
7.3.1.7 外形尺寸和重量： φ300×350mm；40kg/臺(tái)
7.3.2 性能特點(diǎn)
7.3.2.1 高壓諧振電抗器采用真空環(huán)氧整體澆注，外有憎水層，防潮性能好，絕緣耐熱等級(jí)F級(jí)，滿足干式電抗器國家規(guī)范要求。
7.3.2.2 電抗器為便攜式，體積小，重量輕。
7.3.2.3 電抗器配有防渦流絕緣底座，串聯(lián)時(shí)分組重疊，以降低總體高度減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)安全穩(wěn)定性。
7.4 電容分壓器 GSFC-110kV/1000pF 1臺(tái)
7.4.1 技術(shù)參數(shù)
7.4.1.1 工作方式： 純電容式
7.4.1.2 額定電壓： 110kV有效值
7.4.1.3 額定電容量： 1000pF
7.4.1.4 工作頻率： 30～300Hz
7.4.1.5 測(cè)量誤差： ＜0.5%
7.4.1.6 外形尺寸和重量： φ120×1000mm；8kg
7.4.2 性能特點(diǎn)
7.4.2.1 額定電壓下可連續(xù)運(yùn)行1小時(shí)。
7.4.2.2 在30～300Hz范圍內(nèi)，其精度和穩(wěn)定度保持要求不變。
7.4.2.3 在20℃、0.4～0.5UN下介損值：≤0.15
7.4.2.4 分壓比誤差：有效值時(shí)≤0.5%，
7.4.2.5 高、低壓臂的電容采用一致的介質(zhì)結(jié)構(gòu)，溫度系數(shù)小，角位移小，在30~300H內(nèi)分壓比不變。
7.4.2.6 電壓測(cè)量通過專用測(cè)試引線引至變頻電源進(jìn)行測(cè)量。
八、系統(tǒng)的基本配置
(一)主要部件一覽表
| 序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 備 注 |
| 1 | 變頻電源控制箱 | GSCXBD-6kVA/220V/380V | 臺(tái) | 1 | 6kVA，30～300Hz |
| 2 | 激勵(lì)變壓器 | GSJLB-6kVA/1.5kV/3kV5kV/0.2kV/0.4kV | 臺(tái) | 1 | 6kVA，30～300Hz，60min 輸出電壓:1.5kV;3kV;5kV |
| 3 | 高壓諧振電抗器 | GSDK-27kVA/27kV | 臺(tái) | 4 | 27kV，1A，140H，60min |
| 4 | 電容分壓器 | GSFC-110kV/500pF | 臺(tái) | 1 | 110kV，500pF，精度1.5級(jí)， 純交流 |
（二）設(shè)備附件及相關(guān)資料一覽表
| 序號(hào) | 名 稱 | 型號(hào)及規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 防雨防塵罩 | 按設(shè)備尺寸配套 | 只 | 5 | |
| 2 | 試驗(yàn)線 | 按設(shè)備成套需要配置 | 包 | 1 | |
| 3 | 出廠試驗(yàn)報(bào)告 | | 份 | 1 | |
| 4 | 成套裝置使用說明書 | | 份 | 1 | |
| 5 | 產(chǎn)品合格證/保修卡 | | 各份 | 1 | |
| 6 | 裝箱清單 | | 份 | 1 | |
