涂建國
一.產(chǎn)品概述
HDTF變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置是武漢華頂電力設(shè)備有限公司開發(fā)的一款為10kV電壓等級電力設(shè)備進(jìn)行高壓預(yù)防試驗(yàn)的一款經(jīng)典配置,這套設(shè)備可以完成10kV的變電站所有設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)。并且方便攜帶,只有兩節(jié)電抗器,一個手提式操作箱,一臺變壓器,一臺分壓器,可對電纜、高壓開關(guān)、避雷器、母線、絕緣子、互感器、電力變壓器等做預(yù)防性試驗(yàn),如現(xiàn)實(shí)中電纜長度達(dá)到20米以上,工頻耐壓無法升壓使電纜做預(yù)防性耐壓試驗(yàn),所以需要經(jīng)過諧振,計算出在一定長度的電纜或大型變壓器的諧振頻率是多少,在交流情況下,使隔離變輸入諧振頻率的電壓,從而使電抗器升壓到所要達(dá)到的高壓電壓值, HDTF變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置采用了優(yōu)質(zhì)的配件的制造工藝。能適應(yīng)不同的環(huán)境、氣候條件和海拔高度。是10kV變電站*的一套高壓試驗(yàn)設(shè)備。也是使用廣泛的產(chǎn)品。
二.常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)中被試品對象
1. 300mm2電纜長可達(dá)1km(10kV變配電站中或是風(fēng)電站中長距離),電容量≤0.37μF,試驗(yàn)諧振頻率為30-300Hz,試驗(yàn)電壓22kV。
2. 10kV開關(guān),絕緣子及母線交流耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)諧振頻率為30-300Hz,試驗(yàn)電壓不超過42kV。
3. 10KV變壓器交流耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)諧振頻率為30-300Hz,試驗(yàn)電壓28KV。
4. 4000kW/9kV電機(jī)耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)諧振頻率45-65Hz,試驗(yàn)電壓15kV。
三.工作環(huán)境(電抗器下方禁有地網(wǎng)或是鐵板鐵網(wǎng)類金屬物品,不然容易燒壞電抗器)
1.環(huán)境溫度:-200C~+50 0C;
2.相對濕度:≤90%RH;
3.海拔高度: ≤3000米;
四.功能特點(diǎn)
1.本公司生產(chǎn)此裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧、高壓閃絡(luò)故障等保護(hù)功能,過壓過流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要整定,試品閃絡(luò)時閃絡(luò)保護(hù)動作并能記下閃落電壓值,以供試驗(yàn)分析。
2.HDTF變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置裝置中單件重量很輕,不超過50kg,便于拖到現(xiàn)場使用。
3.裝置具有兩種工作模式,方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇,提高試驗(yàn)速度。兩種工作模式操作性靈活,可根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置成全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧或手動調(diào)頻,手動升壓模式或自動升壓模式。
4.能存儲及時打印和異地打印數(shù)據(jù),打印出的結(jié)果可顯示出耐壓及時間值,可在預(yù)防性試驗(yàn)冊中直接粘貼測試打印結(jié)果,存入的數(shù)據(jù)編號也是數(shù)字及日期時間段,方便的幫助用戶識別和查找。
5.裝置自動掃頻時頻率起點(diǎn)可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設(shè)定,當(dāng)裝置已大致找到諧振頻率時,設(shè)備會自動進(jìn)行微調(diào)節(jié),同時彩色液晶大屏幕顯示掃描諧振、升壓、記時曲線方便使用者直觀了解是否找到諧振點(diǎn)。
6.采用了DSP平臺技術(shù),可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級,也使得人機(jī)交換界面更為人性化。
五.系統(tǒng)配置
技術(shù)指標(biāo)
1.額定電壓:44kV--滿足10kV開關(guān),絕緣子及母線交流耐壓試驗(yàn);
2.輸出電壓波形畸變率:<1.0%
3.允許連續(xù)工作時間:額定條件下一次性工作30分鐘,在對電纜耐壓時,滿足連續(xù)工作60分鐘
4.裝置自身品質(zhì)因數(shù):Q>50
5.電纜試驗(yàn)時滿負(fù)荷下品質(zhì)因數(shù):Q>30(與負(fù)載相關(guān))
6.輸入電源:單相380V/220V
7.頻率調(diào)節(jié)范圍:30Hz~300Hz
8.系統(tǒng)測量精度:1.5%
9.裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護(hù)功能
2、系統(tǒng)配置
(1)電源控制箱 1臺
額定功率:4kW;
輸入電壓:單相 380V/220V±15% 50Hz
輸出電壓:0~400V可調(diào)
輸出電壓頻率:30~300Hz, 0.1Hz步進(jìn)可調(diào),頻率不穩(wěn)定度≤0.02%
輸出電流:0~10A
(2)電抗器2臺
額定工作電壓:22kV
額定工作電流:1A
額定電感量:112H
連續(xù)工作時間:60分鐘
溫 升:小于60度
工作頻率:30~300Hz
(3)勵磁變壓器 1臺
額定容量:4kVA
輸入電壓:400V/200V
輸出電壓:1.5kV/3kV/5kV
輸出電流:2.6A/1.3A/0.8A
(4)電容分壓器
電容量:2000pF
額定電壓:50kV
工作頻率:30~300HZ
(5)諧振電容器
電容量:1500pF
額定電壓:44kV
工作頻率:30~300HZ
(6)測試線及附件 1套(測試線高壓線,測試電源連接線,鱷魚夾)
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局部放電試驗(yàn)
局部放電試驗(yàn)是非破壞性試驗(yàn)項(xiàng)目,目前有兩類試驗(yàn)方法,一種是以工頻耐壓作為預(yù)激磁電壓,降到局部放電試驗(yàn)電壓(一般為Um/√3的倍數(shù),變壓器為1.5倍,互感器為1.1~1.2倍),持續(xù)時間幾分鐘,測局部放電量;另一種是以Um為預(yù)激磁電壓,降到局部放電試驗(yàn)電壓,持續(xù)1小時,測局部放電量。后一種為變壓器所采用。預(yù)激磁電壓是模擬運(yùn)行中過電壓,預(yù)激磁電壓激發(fā)的局部放電量不應(yīng)由局部放電試驗(yàn)電壓所延續(xù),概念是系統(tǒng)上有過電壓時所激發(fā)的局部放電量不會由長期工作電壓所延續(xù)。這一方法是使變壓器或互感器在Um/√3長期工作電壓下無局部放電量,以保證變壓器能安全運(yùn)行,使局部放電起始電壓與局部放電熄滅電壓都能高于Um/√3。
因此,變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計、絕緣件加工與工藝處理、帶電與接地電極表面場強(qiáng)、絕緣介質(zhì)的承受場強(qiáng)等都要使局部放電量小于規(guī)定值來考慮。不能以主、縱絕緣是否放電作為依據(jù)。
以工頻耐壓作為預(yù)激磁電壓時,局部放電試驗(yàn)電壓的持續(xù)時間一般較短,約1~5分鐘。延長局部放電試驗(yàn)電壓持續(xù)時間對絕緣是較為嚴(yán)峻,有時會引起破壞性損壞。以Um作為預(yù)激磁電壓時局部放電試驗(yàn)電壓持續(xù)時間較長,標(biāo)準(zhǔn)要求為1小時,能承受多長時間與絕緣結(jié)構(gòu)的伏秒特性有關(guān)。
局部放電量一般與帶電與接地電極表面的場強(qiáng)有關(guān),與電源的頻率無關(guān)。試驗(yàn)地點(diǎn)的背境噪聲要小,電源的局部放電量要隔離。
從試驗(yàn)順序而言,局部放電試驗(yàn)應(yīng)放在所有絕緣試驗(yàn)之后,從試驗(yàn)類型而言。長時感應(yīng)帶局部放電試驗(yàn)或短時感應(yīng)帶局部放電試驗(yàn)之一要作為變壓器出廠試驗(yàn)。從變壓器的Um等級而言,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),Um≥252kV起要作局部放電試驗(yàn),正在修訂的IEC76-3,Um≥126kV起要作局部放電試驗(yàn)。
從具體鐵心結(jié)構(gòu)而言,采用三相五柱鐵心結(jié)構(gòu)的變壓器,在作局部放電試驗(yàn)時不能使上下鐵軛內(nèi)磁通密度飽和。從絕緣結(jié)構(gòu)而言,應(yīng)能承受三相法作局部放電試驗(yàn)的要求。
2)截波沖擊試驗(yàn)
一般是波尾截斷的波形,可用IEC標(biāo)準(zhǔn)棒狀間隙截斷,也可用多極點(diǎn)火截斷裝置截斷。用多極點(diǎn)火截斷裝置截斷時,可獲得較準(zhǔn)的截斷時間,示傷波的截斷時間差異大于0.15μS,截波沖擊試驗(yàn)結(jié)果就有問題。用棒狀間隙截斷就不易從截斷時間的差異來判斷是否能通過試驗(yàn)。
截波試驗(yàn)電壓為110%全波試驗(yàn)電壓時,如截斷時間小于等于3μS時,兩者強(qiáng)度相同。與GIS聯(lián)的變壓器必須要考慮截波試驗(yàn)。
截波試驗(yàn)必須與全波試驗(yàn)交替進(jìn)行。一般采用負(fù)極性截波。
3)全波沖擊試驗(yàn)
正在修訂的IEC76--3標(biāo)準(zhǔn),已將全波沖擊試驗(yàn)列為Um≥126kV變壓器的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目。要進(jìn)行突發(fā)短路試驗(yàn)(特殊試驗(yàn)項(xiàng)目之一)的變壓器,要在短路試驗(yàn)后作全波沖擊試驗(yàn)。
4)操作波試驗(yàn)
正在修訂的IEC76-3標(biāo)準(zhǔn),已將操作波試驗(yàn)列為Um≥252kV變壓器的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目。由于不作操作波試驗(yàn)的Um=252kV變壓器的相間絕緣決定于全波沖擊試驗(yàn)或長時感應(yīng)帶局部放電測量的試驗(yàn)。要進(jìn)行操作波試驗(yàn)時,外部空氣間隙的相間絕緣尺寸就要由操作波試驗(yàn)電壓決定,可能要比不考核操作波試驗(yàn)時外部空氣間隙要放大。
從以上分析可知,按新IEC76-3標(biāo)準(zhǔn)來考核變壓器的絕緣性能時,很多設(shè)計原則要重新考慮,工藝加工方案要相應(yīng)更改,試驗(yàn)工作量要大為增加。
新IEC76-3標(biāo)準(zhǔn)是總結(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)HDTF變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置型號多樣HDTF變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置型號多樣行修訂的,貫徹這一標(biāo)準(zhǔn)的時間不會太久了,修訂主要內(nèi)容已于1996年7月30日~8月1日的"沈陽IEC TC14"會議上討論了,工作組根據(jù)討論情況將作調(diào)整。下一次IEC TC14會議要通過IEC76-3修改后標(biāo)準(zhǔn)