1、变频串联谐振耐压装置培训资料 目 录一、变频串联谐振试验装置产生的意义二、变频串联谐振试验装置工作原理三、串联谐振耐压装置在电气试验中的优点四、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置五、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置现场接线六、试验现场注意事项七、试验现场常见问题与排除八、附表一、变频串联谐振试验装置产生的意义 1、随着近几年电力需求的大步提高，以及绝缘材料绝缘性能的提高，在电力系统中见到的主变容量越来越大，单根高压电缆铺设的越来越长，以及大型GIS组合电器的运用，目前电力系统中大电容量电气设备数量越来越多。因此，对电力试验仪器的容量功率、高压绝缘性能、仪器的智能化及方便的可操作性
2、提出了更高的要求。大容量被试品通常是指高压电力电缆、GIS组合电器、电力电容器、主变以及发电机等。举例说明：35kV/300mm2，长度1000m电缆的交流耐压试验，电容量0.19uF，试验电压52kv（2U0),试验频率工频50Hz 高压侧电流计算公式:I=2fCU=23.14500.1910-652103=3.1A ;则需交流试验变压器的容量为：P=UI=52KVP=UI=52KV3.1A=161KVA;已目前绝缘水平以及硅钢片的导磁性，试验变压器需要做的体积很大很笨重，不利于在试验现场的搬动及试验。一、变频串联谐振试验装置产生的意义 2、近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试
3、验对交联聚乙烯电缆有不同程度的损害。有的研究观点认为XLPE结构具有存储积累单极性残余电荷的能力，当在直流试验后，如不能有效的释放掉直流残余电荷，投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电缆发生击穿。国内一些研究机构认为，交联聚乙烯电缆的直流耐压试验中，由于空间电荷效应，绝缘中的实际电场强度可比电缆绝缘的工作电场强度高达1111倍。交联聚乙烯绝缘电缆即使通过了直流试验不发生击穿，也会引起绝缘的严重损伤。其次，由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。因此，对交联电缆进行交流耐
4、压试验就越来越受到人们的重视。二、变频串联谐振试验装置工作原理 该试验装置主要运用了LC串联谐振的电气原理。在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XCXL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。串联电路的品质因数（俗称放大倍数），用Q Q表示：二、变频串联谐振试验装置工作原理 X=L-1/C=0(即在谐振回路中容抗等于感抗，回路中呈现纯阻性的特性。）其中Z为整个回路的阻抗值（），=2f，L为回路中电感量（H)，C为回路中电容量（F)。由此得出同样的高压下，高压试验电流可大大
5、减少，需要试验仪器的功率更小。三、串联谐振耐压装置在电气试验中的优点：1、所需工作电源容量大大减小。串联谐振电源是利用电抗器和被试品电容谐振产生高电压，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。四、NC-
6、BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置 1、整套设备组成部分介绍：（1）变频电源主机 （2）激励变压器 （3）电抗器 （4）电容分压器 （5）高压补偿电容 以上各部分随整套设备配置不同，各参数、数量不同。四、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置 （1）变频电源主机：用途：a.提供整套设备的总电源 b.试验结果显示及打印 c.整套装置的测量、控制、保护部分。d.人机对话部分 特点：a.可根据现场电源情况选用工作电源，AC220V/380V设备均可工作;b.装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能；c.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
7、自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；d.高灵敏触摸屏及存储打印数据功能；e.装置工作频率范围20Hz300Hz，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;f.可自动进行分段耐压试验;四、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置 （2）激励变压器：用途：由变频电源给其提供AC0400V电源，输出几KV电压，激发串联谐振回路。特点：a.多个高压输出端子，方便不同试验的需求。b.高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既作为励磁变压器，又是隔离变压器。c.采用固体干式绝缘，坚固耐用。d.底部带有万向移动轮,方便运输及搬动。四、NC-BPXZ 变频串联
8、谐振耐压试验装置 （3）电抗器：用途：与被试品或补偿电容组合产生谐振 特点：a.电抗器的设计采用铁芯式结构，漆包导线绕组，干式自冷；b.巧妙外观设计，电抗器可以自由方便叠装;c.环氧树脂绝缘筒外壳，具有足够的电气、机械强度、必要的散热能力以及油热胀冷缩的裕度;d.电抗器外壳自带底座，与另一节电抗器上端采用采用卡槽结合，方便现场使用。四、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置 （4）电容分压器：用途：在试验中，用于实时准确测量高压电压（精度1.5级），将高压电压按标准变比降压为低压电压信号，输入到变频电源主机内，用于高压值显示及过压保护，其自身带有一定的电容量。特点：a.额定电压下可连续运行6
9、0min;b.在20300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变;c.额定电压150kv,采用分节设计，方便现场试验及搬运。四、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置 （5）高压补偿电容：用途：在做小容量被试品交流耐压试验时，被试品的电容量较小与装置配备的电抗器无法达到谐振，可将此补偿电容与被试品并联接入高压回路中，达到串联谐振的目的。（电容量根据整套装置配置不同而不同）特点：a.额定电压下可连续运行60min。b.在20、0.40.5UN下介损值：0.25五、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置现场接线1、试验接线示意图 五、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置现场接线2、使用现场
10、照片 五、NC-BPXZ 变频串联谐振耐压试验装置现场接线 3、判断电抗器串并联组合的步骤：（1）了解单节电抗器的额定电压、额定电流、电感量。（2）明确此次耐压试验电压值（KV)及耐压时间(min)。（3）了解被试品的电容量(部分电气设备的电容量列表见本课件最后几页）。（4）首先要满足试验电压的需求，根据耐压值得到电抗器的几种组合方式。（5）计算以上各种电抗器的组合方式的谐振频率，要求谐振频率在30HZ300HZ的范围内。（6）满足（5）中要求的电抗器组合方式，根据各自的谐振频率计算高压试验电流，要求试验电流小于该组合方式的电抗器组合的额定电流。I=2fCU（7）根据高压试验电流选择合适的励磁
11、变压器高压输出端子，要求励磁变压器高压输出抽头的额定电流大于高压试验电流。（8）根据励磁变压器的电流变比值，换算出试验时低压电流，选择合适的工作电源。六、试验现场注意事项 1、本试验装置工作电源为AC380时可达到额定功率，工作电源为 AC220时最大输出功率为额定功率的一半，所以在进行大容量 被试品的试验时，工作电源必须为AC380；变频电源主机上A、C为AC220电源输入端，A、B、C为AC380电源输入端子。2、正确的设置过压保护值（试验电压1.1倍）、过流保护值(根据现场电抗器联接情况将高压额定电流折算为低压电流值，作为过流保护值）。3、电抗器的堆放要平稳，防止滚落伤人、伤仪器，第一节
12、电抗器的底端低压输入端要与地面保持安全距离所有连接线要可靠连接,高压输出线、高压短接线要悬空，并与周边物体保持安全距离 4、所有地线要与地网或接地体可靠连接（本装置中变频电源主机、激励变压器高压尾、电容分压器底端、高压补偿电容底端、放电棒均需接地；被试品的低压侧接地)5、在进行大容量被试品长时间耐压试验的过程中，注意电抗器及激励变压器的温升情况，让装置有足够的“休息时间”。6、在试验时，电抗器禁止直接堆放在铁板上，会产生涡流损耗，导致设备对外输出功率下降。七、试验现场常见问题与排除 1、找不到谐振点，调谐曲线完全是一条曲线，仪器提示无法找到谐振点？可能原因：（1）回路接地不好 （2）试验回路接
13、线错误 （3）装置中某一仪器开路 排除方法：（1）检查接地装置可靠性，接地连接线是否有断开点；（2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；（3）检查每一只电抗器的通断；（4）检查分压器的信号线的通断；（5）根据试验回路中的电感、电容量计算谐振频率（f），是否在变频电源主 机的频率工作范围（30Hz300Hz)之间。如果以上情况均没问题，可将试验装置进行空升试验如果升压正常，则设备可 确定没有问题。（注：本装置可以在不连接被试品，合理组合联接电抗器的情况下，自身谐振升压）七、试验现场常见问题与排除 2、装置找到谐振点，升压功能正常，变频电源输出已达到最大400V，高压仍没达到设定值？现象：1）调谐曲
14、线是一条直线，有较低的尖峰；2）试验时低压电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，低压电压已经到达额定电压，回路自动降压；原因：1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；2）试品损耗较高，系统Q值太低；3）激励变压器高压输出电压较低；4）高压连接线过长或没有采用高压防电晕线排除方法：1）提高激励变压器的输出电压；2）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；3）一般在设备较高电压输出时，采用高压放晕线，或将普通高压输出线改为较短的连线。4）选用手动试验模式，上下微调输出频率。（因为试验装置是在低压情况下寻找的谐振点，当设备有较高高压输出时，整个测试回路中增加了杂
15、散电容，谐振频率点发生较小的变化，利用手动微调输出频率即可重新找到最佳谐振点，从而高压便能升到设定值）5）检查试验回路是否接有避雷器。七、试验现场常见问题与排除 3、变频电源散热风扇不能启动？可能原因：1）急停、故障保护、失谐保护后，没有按“故障复位”；2）内部温度过高，功率元件热保护；排除方法：关断仪器电源，将仪器静置30分钟左右，重新开启电 源，按仪器面板上的“复位”键，再启动仪器。4、在升压的过程中或高压达到设定值时，突然自动降压？可能原因：1）被试品内部有闪络或击穿 2）仪器高压输出线对周边有放电现象 排除方法：1）仪器自身空升，排除仪器自身绝缘问题 2）检查高压测试线周边安全距离问题 八、附表 八、附表 八、附表 八、附表 谢 谢！
