涂建國(guó)
變配電站變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置,該系列耐壓裝置主要針對(duì)220kV及以下變電站一次電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)制造??砂匆?guī)程要求滿足變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6開(kāi)關(guān)、電纜、套管等容性設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)。變電站變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置既可滿足高電壓、小電流(電抗器串聯(lián))的設(shè)備試驗(yàn)條件要求,又可滿足低電壓、大電流(電抗器并聯(lián))的設(shè)備試驗(yàn)條件要求,具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門(mén)及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。也是各變配電站各種高壓電力設(shè)備預(yù)防性絕緣耐壓試驗(yàn)的理想設(shè)備。
變配電站變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置主要由變頻控制電源、激勵(lì)變壓器、電抗器、電容分壓器組成。其中變頻控制電源采用進(jìn)口變頻器,輸出穩(wěn)定,具有各種過(guò)流過(guò)壓欠壓等保護(hù),頻率分辨率為0.001HZ,在30~300Hz時(shí)頻率細(xì)度可達(dá)0.01Hz,確保在整個(gè)頻率區(qū)間內(nèi)輸出波形良好.
二.產(chǎn)品參數(shù)
1.額定輸出電壓: 0~800kV(AC有效值)及其以下(可定制)
2.輸出頻率: 30~300Hz
3.諧振電壓波形: 純正弦波,波形畸變率<1.0%
4.試驗(yàn)容量: 1000kVA及其以下
5.工作制: 滿功率輸出下,一次連續(xù)工作時(shí)間60min
6.品質(zhì)因數(shù): 30~90
7.頻率調(diào)節(jié)靈敏度: 0.1Hz,不穩(wěn)定度<0.05%
8.工作電源: 380/220V±15%/50Hz±5%
設(shè)備主要配置及技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 :
一、變頻電源:
技術(shù)參數(shù):
1.額定功率:6kW;供參考,根據(jù)不同容量的被試品功率不同,
2.輸入電壓:?jiǎn)蜗?380V±5% 或單相220V±5% 45~65Hz,(常規(guī)試驗(yàn)時(shí),請(qǐng)用單相380V電壓)當(dāng)電源為380V時(shí),可做額定負(fù)載試驗(yàn)。
3.輸出電壓:0~400V可調(diào)
4.輸出電壓頻率:30~300Hz
5.頻率調(diào)節(jié):0.1Hz自動(dòng)調(diào)節(jié)或是手動(dòng)調(diào)節(jié)
6.頻率不穩(wěn)定度:≤0.02%
7.輸出電流:0~30A(根據(jù)不同需求進(jìn)行增加或減?。?/span>
二、高壓電抗器
技術(shù)參數(shù)
1.額定工作電壓:27kV
2.額定工作電流:1A
3.額定電感量:146H
4.連續(xù)工作時(shí)間:30min
5.溫升:小于60度
6.工作頻率:20~300Hz
三、激勵(lì)變壓器
技術(shù)參數(shù)
1.額定容量:6kVA
2.輸入電壓:200V/400V,當(dāng)輸入是400V時(shí),把低壓端串聯(lián),當(dāng)輸入是200V時(shí),把低壓端并聯(lián)。
3.輸出電壓:1kV/3kV/5kV
4.輸出電流:6A/2A/1.2A
性能特點(diǎn)
1.冷卻方式:環(huán)氧樹(shù)脂澆注式結(jié)構(gòu),絕緣耐熱等級(jí)為B級(jí)。
2.高、低壓繞組及鐵芯間均設(shè)靜電屏蔽層,既作為勵(lì)磁變壓器,又是隔離變壓器。
四、電容分壓器
技術(shù)參數(shù)
1.自身電容量:600pF
2.工作頻率:20~300Hz
3.不確定度:1.5%
4.額定電壓:110kV
變配電站做預(yù)防性耐壓試驗(yàn)時(shí)變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置系列產(chǎn)品配置及適用范圍
產(chǎn)品型號(hào) | 輸入電壓(v) | 輸出電壓(kV) | 容量(kVA) | 適用范圍 | 主要配置 |
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1.31500kVA及以下35kV電力變2.35kVA斷路器及閉母線、絕緣子 3.10kV(300 m㎡)電纜2000m 4.35kv(300 m㎡)電纜500m
| 5kW變頻源1臺(tái) 5kVA勵(lì)磁變1臺(tái) 電抗器4臺(tái)27kV/1A 分壓器100kV |
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1.110kVA斷路器及母線2.110kVA GIS≤10隔斷3.35kv(300 m㎡)電纜1500m 4.10kV(300 m㎡)電纜3km 5.110kv全絕緣主變壓器
| 10kW變頻源1臺(tái) 10kVA勵(lì)磁變1臺(tái) 電抗器4臺(tái)54kV/1A 分壓器200kV |
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| 1.110kV GIS開(kāi)關(guān)和電力變
2.10kV(300 m㎡)電纜5km 3.35kV(300 m㎡)電纜2km
| 15kW變頻源1臺(tái) 15kVA勵(lì)磁變1臺(tái) 電抗器5臺(tái)54kV/1A 分壓器300kV |
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2.110kV GIS 開(kāi)關(guān)和電力主變 | 10kW 變頻源 1 臺(tái) 10kVA 勵(lì)磁變 1臺(tái) 電抗器 4 臺(tái)100kV/0.5A 分壓器 400kV |
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| 1.220kV GIS 開(kāi)關(guān)和電力變 2.10kV (300 m ㎡)電纜4km 3.35kV (300 m ㎡)電纜1km |
20kW 變頻源1臺(tái) 20kVA勵(lì)磁變 1 臺(tái) 電抗器 4 臺(tái)100kV/1A 分壓器 400kV
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1.110KVA 斷路器及母線 2.110kVA GIS≤10 隔斷3.110kV (300 m ㎡)電纜800m 4.35kv (300 m ㎡)電纜3km 5.10kV (300 m ㎡)電纜6km 6.110kv 全絕緣主變壓器
| 25kW 變頻源 1 臺(tái) 25kVA 勵(lì)磁變 1臺(tái) 電抗器 4 臺(tái)65kV/2A 分壓器 300kV |
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| 1.220kVA 及以下電壓互感器 2.電流互感器 3.220kVA 及以下穿墻套管4.220kVA 及以下支柱絕緣子、隔離開(kāi)關(guān) 5.220kV 及以下斷路器
6.220kV 及其以下絕緣工器具
| 20kW 變頻源 1 臺(tái) 20kVA 勵(lì)磁變 1臺(tái) 電抗器 4 臺(tái)125kV/1A 分壓器 500kV |
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2. 35kv ( 300 m ㎡)電纜110m 3.35-220kV GIS 、主變、開(kāi)關(guān)、絕緣子
| 30kW 變頻源 1 臺(tái) 30kVA 勵(lì)磁變 1臺(tái) 電抗器 5 臺(tái)120kV/1A 分壓器 600kV |
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2.220kv ( 300 m ㎡)電纜 500m 3.35-500kV GIS 、主變、開(kāi)關(guān)、絕緣子
| 40kW 變頻源 1 臺(tái) 40kVA 勵(lì)磁變 1臺(tái) 電抗器 4 臺(tái)200kV/1A 分壓器 800kV |
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研究表明,直流耐壓試驗(yàn)時(shí)對(duì)絕緣的影響主要表現(xiàn)在:
1)電纜的局部絕緣氣隙部位由于游離產(chǎn)生的電荷在此形成電荷積累,降低局部電場(chǎng)強(qiáng)度,使這些缺陷難以發(fā)現(xiàn)。
2)試驗(yàn)電壓往往偏高,絕緣承受的電場(chǎng)強(qiáng)度較高,這種高電壓對(duì)絕緣是一種損傷,使原本良好的絕緣產(chǎn)生缺陷,而且,定期性的預(yù)防性試驗(yàn)使電纜多次受到高壓作用,對(duì)絕緣的影響形成積累效應(yīng)。
3)試驗(yàn)時(shí),其電場(chǎng)分布是按體積電阻分布的,與緣狀況。
4)交聯(lián)電纜絕緣層易產(chǎn)生電樹(shù)枝和水樹(shù)枝,在直流電壓下易造成電樹(shù)枝放電,加速絕緣老化。
交流耐壓試驗(yàn)由于試驗(yàn)狀況接近電纜的運(yùn)行工況,耐壓電壓值較低,而且,耐壓時(shí)間適當(dāng)加長(zhǎng),更能反映電纜絕緣的狀況以及發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷。因此,國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)大力推薦XLPE電纜的交流耐壓試驗(yàn),取代現(xiàn)行的直流耐壓試驗(yàn)。
3 交流耐壓試驗(yàn)
3.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)IEC和CIGRE推薦的XLPE交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),國(guó)外現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)包括:標(biāo)準(zhǔn)一:試驗(yàn)電壓為1.7倍U0(額定相電壓),耐壓時(shí)間5 min 標(biāo)準(zhǔn)二:試驗(yàn)電壓為U0,耐壓時(shí)間24 h。
標(biāo)準(zhǔn)三:試驗(yàn)電壓為kU0,耐壓時(shí)間1 h,其中k為系數(shù),如表1。
試驗(yàn)設(shè)備按IEC和CIGRE推薦的交聯(lián)電纜交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),宜于交流耐壓試驗(yàn)的設(shè)備有:
1)帶補(bǔ)償電抗器的試驗(yàn)變壓器(ACTC型):這種試驗(yàn)變壓器重量和體積大,一般適用于試驗(yàn)室的耐壓試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)幾乎無(wú)法使用。調(diào)電感式諧振系統(tǒng)(ACRL型):該系統(tǒng)試驗(yàn)電壓頻率為50 Hz,與被試電纜的運(yùn)行工況*,但因電壓調(diào)整過(guò)程操作繁重,現(xiàn)場(chǎng)一般不宜采用。
3)調(diào)頻式諧振系統(tǒng)(ACRF型):電感為固定形式,試驗(yàn)變壓器及試驗(yàn)電壓由調(diào)諧電源提供,頻率范圍為30~300 Hz。ACRF型設(shè)備因體積小,重量輕,諧振頻率易于調(diào)節(jié),因而宜在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中使用。
3.3 調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的原理
圖1為調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗(yàn)回路的原理圖,試品上電壓Uc和電源電壓Ue的關(guān)系如下式(1):
當(dāng)調(diào)節(jié)電源頻率達(dá)到諧振狀態(tài),即X1=Xc時(shí),
式中 Q-諧振回路的品質(zhì)因數(shù) 3.4 調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的參數(shù)特性
武漢華頂電力設(shè)備有限公司攀枝花市調(diào)頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)成套裝置品牌攀枝花市調(diào)頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)成套裝置品牌的調(diào)頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置輸出電壓可達(dá)820 kV,輸出電流4 A,,各組件連接如圖2所示。
輸入變壓器ITR:3×380 V(-5%,+10%),60A;變頻柜FC:3×380 V,每相40-80 A,輸出頻率40-400 Hz;輸出變壓器ETR:變比1:24或1:48;電抗器:4臺(tái),每臺(tái)50 H,4 A,交流耐壓水平205 kV;分壓器:5節(jié)高壓電容器串聯(lián)的情況下,分壓比為6720。
3.5 試驗(yàn)舉例
交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗(yàn)在四川省尚未開(kāi)展,目前國(guó)內(nèi)也未制定相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。為配合有關(guān)國(guó)標(biāo)的制定,吸取國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),積累試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)實(shí)施了220kV電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯電纜的現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)一次成功,贏得了電纜生產(chǎn)廠家和映秀灣發(fā)電廠漁站工程指揮部的好評(píng)。