《变频串联谐振试验系统》培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上海思源电气股份有限公司,HVFRF-220/22,6,型,10,35kV,橡塑电缆交流耐压成套装置培训,目 录,引言,变频串联谐振成套装置适用范围,变频串联谐振成套装置各单元介绍,变频串联谐振系统工作原理,应用实例,成套装置作业指导书及使用注意事项,常见故障现象及诊断方法,交联聚乙烯电缆相关技术参数表,试验设备及试验遵循标准,引 言,随着我国的电力事业的迅速发展,尤其是在城网改造中,用交联聚乙烯电缆,(,以下简称,:,“,交联电缆,”,),代替架空线路已成为一种趋势,高电压的电力交联电缆使用的数量越来越多。为了检验和保证交联电缆的安装质量,在送电投运前,对交联电缆进行现场交流耐压试验十分必要。过去由于受试验设备的限制,在现场对交联电缆进行交流耐压试验比较困难,一般采用直流耐压试验来代替。存在两个缺点,:,1),直流电压对交联聚乙烯绝缘,有积累效应,即,“,记忆性,”,。一旦电缆有了由于直流试验而引起的,“,记忆性,”,它就需要很长时间来释放尽残留在电缆中直流电荷。而当该电缆投入运行时,直流电荷便会叠加在交流电压峰值上,产生,“,和电压,”,远超过电缆的额定电压,使绝缘加速老化,缩短使用寿命。,2),直流电压分布与实际运行的交流电压不同,直流电场分布受电阻率影响,而交流下电场分布与电阻率和介电系数都有关。因此直流耐压试验并不能象交流耐压一样可以准确地反映电缆的机械损伤等明显缺陷,直流试验合格的电缆,投入运行后,在正常工作电压作用下,也会发生绝缘故障。由此可见,对于交联电缆采用传统的直流耐压试验是不可取的,应予淘汰。,近年来,国内外许多专家都建议现场对交联电缆进行交流耐压试验来代替直流电压试验。由于电力电缆对地电容量很大,在现场采用,50Hz,工频进行交流耐压试验条件难以具备,但采用调频电源进行交流耐压试验,条件是基本具备的。根据,GB50150-2006,电气装置安装工程电气设备交接试验标准,现场绝缘耐压试验中使用的交流电压频率,可采用,30,300Hz,。,试验数据换算,U0,实际就是相电压，只不过根据系统接地方式的不同，在选择电缆时对电缆,U0,值有所不同。例如中性点非有效接地系统，一般选用,U0,比系统相电压大一个等级的电缆，如,10KV,系统应选,8.7/10,的电缆，中性点直接接地系统，一般选用,U0,等于系统相电压的电缆，如,10KV,系统应选,6/10,的电缆。这两种电缆的绝缘厚度是不同的，前者是,4.5mm,，后者是,3.4mm,。,高压电缆试验前准备,（,一）、绝缘电阻测量,电力电缆的薄弱环节是电缆的终端头和中间头，往往由于制作工艺不良，造成投运时击穿或是爆炸，另外电缆本身也会因为机械损伤，制造缺陷等引发故障，大多数电缆埋设于地下，这也给寻找和处理故障带来了困难。,绝缘电阻测量是检查电缆绝缘最简单的方法，通过测量可以检查出电缆受潮老化缺陷，电缆绝缘电阻是指电缆芯线对外皮或某芯线对其他芯线及外皮间的绝缘电阻，因此测量时除测量相芯线外，非被测相芯线应短路接地。测量绝缘电阻时，绝缘电阻与电缆长度、测量时温度及电缆终端头或外护套便面脏污，潮湿等有较大关系，测量时应将电缆终端头便面擦拭干净，并进行屏蔽。,电力电缆相位的检查,电缆试验前应先对电缆首端及末端进行确认，即加压端及施工方指定的另一端，方法有多种，我面比较常用及准确率较高的方法为绝缘电阻表测量法，首先将电缆末端任意一相芯线短接接地，在首端进行加压如电缆为同一根摇表绝缘电阻为零，而且电压为零，第二步将电缆末端短接接地线脱开，在在首端进行加压，此时电阻值及电压值应为正常绝缘电阻测试时正常测量，通过此方法可确定试验电缆。,变频串联谐振系统工作原理简图,VF,：变频器,T1,：谐振试验变压器,L1,：谐振电抗器,C1,：分压器（高压臂）,C2,：分压器（低压臂）,Cx,：试品,HVFRF-264/22,6,型,10,35kV,橡塑电缆交流耐压成套装置适用范围,满足,8.7/10kV kV,交联聚乙烯电缆,(XLPE),长度为,6km,、截面积为,300mm,的交流耐压试验（,30,300Hz,）,满足,26/35kV,交联聚乙烯电缆,(XLPE),长度为,2km,、截面积为,300mm,的交流耐压试验（,30,300Hz,）,变频串联谐振成套装置各单元介绍,HVFRF,型系列自动调频串联谐振试验系统于,2005,年通过英国,NQA,公司,ISO9001,国际质量体系认证。,HVFRF-264/22,6,型自动调频串联谐振试验系统主要适用于电力、冶金、工矿企业动力部门等用户的,6kV,35kV,电压等级的电力电缆现场交流耐压试验的成套装置。该装置由变频控制箱、励磁变压器、补偿电抗器、补偿电容器和测量系统组成。利用电抗器和试品电容串联组成,LC,谐振回路，通过调节输出频率，找到谐振点，在被试品上获得较高的试验电压。它是用小容量低电压的电源获得高电压大容量的输出，是当前高压试验的一种新方法，已得到广泛的应用。,HVFRF-10,型变频控制箱,-,简述,变频控制箱是整套装置的核心部件，其主要作用是为整套装置提供电源，应用脉冲宽度调制,SPWM,方式，工作稳定，效率高；它是把频率和幅值不可调节的工频交流电压转换成频率和幅值连续可调的电压，以达到回路频率可变、电压可调的目的。输出电压的调节和变频器的逆变均采用先进、可靠的绝缘栅场效应,IGBT,开关管。,SPWM,脉冲与正弦波完全同步，波形稳定，频率稳定，温漂极小。,HVFRF-10,型变频控制箱,-,主要技术参数,HVFRF-10,型变频控制箱,-,主要技术参数,输入工作电源两相：,380V,15% 50Hz,额定容量：,10kW,输出电压：,0,400V,输出频率：,25,300Hz,频率调节灵敏度：,0.1Hz,，不稳定度,0.01Hz,系统测量精度：,1.0,级,电压调节：动态调节最小,0.01%,允许运行时间：最大输出电压和最大被试品电流下允许运行,180min,噪音：小于,50,分贝,重量：,28kg,外形尺寸：长,420,宽,340,高,350,（,mm,）,HVFRF-10,型变频控制箱,-,功能及特点,1,、,变频电源主控器显示选用,320,240,点阵,LCD,显示屏（带背光），分辨率高，字体清晰。在室内外强弱光线下均能一目了然。,2,、试验数据可屏存，并可任意调阅，有计算机接口，可外接打印机打印。选用进口机箱和不锈钢面板，按键与面板一体，外形美观。,3,、三种操作方式,自动调谐手动升压,手动调谐手动升压,自动调谐、自动升压,4,、完善的保护功能,设有,零位、过流、过压、过热及高压闪络,等多种保护，保护功能动作时屏幕上均为中文显示；装置在额定电压、电流工作下时发生高压闪络或击穿，不会损坏整套设备，装置可正常工作；若装置接线错误，高压自动闭锁，无法升压。, 自动零位启动保护,系统自动从零输出。, 过压保护,内置自动过压保护，可手动设置试验电压值，当电压达到试验电压的,1.1,倍时自动切除整套装置。,(,针对部分产品）, 过流保护,内置自动电流保护，电流额定值,1.1,倍时自动切除整套装置。,高压闪烁保护,具有放电或闪络保护功能，当在试验或升压中如有高压放电闪烁时，自动切除整套装置，且不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内部的电子元件不会损坏击穿。, 综合保护,当试验线联接有误或断线时保护。（如变频电源主控器、励磁变、电抗器、分压器等测量线）。, 高压限制保护,在设备输出电压已达到设定电压值,1.1,倍时，系统自动锁定，避免误操作造成过压对试品的冲击。, 过热保护,功率器件温度,80,时保护, 紧急制动保护,点击显示屏上的紧急停机按钮可紧急切断,高压电抗器：,HVDK,44/22,（共六台）,主要技术参数,额定电压：,22kV,额定电流：,2A,额定容量：,44kVar,电感量：,42H,2,；电感值非线性度,1,绝缘水平：,24kV/1min,工作频率范围：,30,300Hz,品质因数：大于,30,允许温升：在额定容量下试验,60min,，线圈温升,65,。,允许运行时间：额定输出电流下允许运行时间,60min,。,单台重量：,56kg,外形尺寸：,280,430mm,。,高压电抗器可根据试品的参数进行不同的串并联组合。,励磁变压器：,ZB,6/0.6/0.9/1.8/2.7/3.6,（共,2,台）,主要技术参数,额定容量：,6kVA,输入电压：,400V/450V,输出电压,: 0.6kV/0.9kV(10kV,电缆试验用,),1.8kV/2.7kV/3.6(35kV,电缆试验用,),使用频率：,30,300Hz,绝缘水平：低压绕组对地,2kV/1min,；高压绕组工频,1.1V,H,感应耐压,/1min,阻抗电压：,1,噪声水平：,60dB,冷却方式：,ONAN,额定容量下连续运行,60min,后温升：小于,65,允许运行时间：额定输出电流下允许运行,60min,主要技术参数,额定电压：,60kV,电容量：,C1=300pF+5%,工作频率：,30,300Hz,绝缘水平：,66kV/1min,结构：环氧筒外壳，,C1,和,C2,：选用温度系数、频率系数相同的材料。,系统测量精度：,1.5,级,介质损耗：,0.05%,变比：,10000,：,1,电压测量通过测量电缆引至控制台测量,重量：,6kg,外形尺寸：,80,400mm,电容分压器：,HV,300/60,额定电压：,60kV,；,20kV,电容量：,C1=3000pF+5%,（,60kV,使用）；,10000pF+5%,（,20kV,使用）,工作频率：,30,300Hz,绝缘水平：,66kV/1min,补偿电容器：,H/JF,3000/60,（做短电缆时补偿使用）,串联谐振耐压试验接线示意图,应用实例,此次串联谐振的配置如下表，可满足试品如下：,序号,部件名称,型号规格,单位,数量,1,高压电抗器,HVDK-44/22,台,六,2,调频电源,HVFRF-10kW,台,一,3,单项励磁变压器,ZB-6/0.6/0.9/1.8/2.7/3.6,台,二,4,电容分压器,HV-300/60,台,一,5,补偿电容器,H/JF-3000/60,台,一,6,装置附件（电源线、各部分连接线）,套,一,10kV 300mm,2,6kM XLPE,电缆交流耐压交接、预试试验,35kV 300mm,2,2kM XLPE,电缆交流耐压交接、预试试验,10kV,电缆试验电压为,17.4kV,或,21.7kV,；单台电抗器参数为,22kV,、,2A,、,42H,，可做,10kV,电缆,1kM,。,实物接线图：,两台电抗器并联参数：,22kV,、,4A,、,21H,，可做,10kV,电缆,2kM,三台电抗器并联参数：,22kV,、,6A,、,14H,时，可做,10kV,电缆,3kM,五台电抗器并联参数：,22kV,、,10A,、,8.4H,时，两台励磁变并联，可做,10kV,电缆,5kM,六台电抗器并联参数：,22kV,、,12A,、,7H,时，两台励磁变并联，可做,10kV,电缆,6kM,三台电抗器串联参数：,66kV,、,2A,、,126H,时，可做,35kV,电缆,1kM,，试验电压,52kV,六台电抗器三串两并联参数：,66kV,、,4A,、,63H,时，可做,35kV,电缆,2kM,，试验电压,52kV,10kV,电缆长度小于,50,米时实物接线图,35kV,电缆长度小于,50,米时实物接线图,成套装置作业指导书及,使用注意事项,试验前准备工作：,一、 试验依据,1,、电力设备试验规程,2,、试验方案及作业指导书,二、安全工作的一般要求,1,、基本要求,1. 1,为了保证工作人员在现场试验中的人身安全和电力设备的安全运行，必须严格执行,DL409,电力安全工作规程,。,1,2,工作人员与带电高压设备的安全距离,电压等级（,kV,）,安全距离（,m,）,10,及以下,0.7,及以上,20-35,1.00,及以上,44,1.20,及以上,60-110,1.50,及以上,154,2.00,及以上,220,3.00,及以上,330,4.00,及以上,500,5.00,及以上,三、试验项目：橡塑绝缘电缆的绝缘、交流耐压。,四、试验设备：兆欧表、自动调频串联谐振试验系统。,五、注意事项：,1,、橡塑绝缘电缆指聚氯乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和乙丙橡皮绝缘电力电缆。,2,、 主绝缘的绝缘电阻,1kV,及以上的电缆用,2500V,兆欧表测量，,6kV,及以上的电缆可用,5000V,兆欧表测量。,3,、主绝缘直流耐压试验所加电压按,电力设备试验规程,103,页表,25,执行。,4,、交流耐压试验时，仪器、电缆必须可靠接地。,一、仪器,“,调谐失败,”,1,、仪器、试品是否可靠接地,2,、检查此套装置电抗器、变压器连线是否有断线现象。,3,、检查此套装置的励磁变压器：有两种判断方法,用万用表,2k,档测量变压器绕组抽头是否有阻值。如果开路说明断线，变压器坏。,谐振起来后用万用表测量励磁变压器输出抽头是否有电压，如果没有会导致调谐失败。,常见故障现象及诊断方法,4,、检查此装置的电抗器：,用万用表量电抗器两端阻值是否与试验报告相符，电抗器相互之间阻值是否相符，如果没有阻值说明电抗器损坏,5,、电抗器底部是否有金属物品：,如果有金属物，电抗器线圈产生的交变磁场穿过金属物体，此时会在金属物体上形成涡流而发热，即产生很大的有功损耗，从而导致试验回路的,Q,值降低；同时也会对我们的试验电源容量提出更高的要求，故应该将电抗器底部金属移除。,5,、高压分压器是否有高压输出：没有高压输出时分压器检查办法,.,用万用表测量分压器测量线的通断。,轻微晃动分压器高压臂检查里面是否有声音，如果有异响说明分压器里面高压部分可能断裂。,用电容表测量分压器的低压部分的电容或者直接用试验变压器给分压器加压进行电压校准。,二、试验过程中出现,“,高压闪络,”,1,、先检查此套装置的高压绝缘距离是否足够：电抗器之间的距离不小于,0.5,米，高压安全距离部分应不小于,2,米,2,、将试品电缆从此套装置中移除，在不带负载的情况下接上补偿电容空升，如果出现高压闪络现象，则可初步判断电抗器出现绝缘故障。反之，如果仪器一切正常，则说明试品出现故障。,3,、电抗器底部是否有金属物品，如果有，请立即移除,三、仪器开机就提示,“,保护,”,或机箱内有异响声：,出现此种情况，则可诊断为控制箱体内 的模块存在问题，请及时与我公司,联系。,交联聚乙烯电缆相关技术参数,电缆导体,截面积,（平方毫米）,电容量（,uF/km,）,YJV,、,YJLV,6/6kV,、,6/10kV,YJV,、,YJLV,8.7/10,、,8.7/15kV,YJV,、,YJLV,12/20kV,YJV,、,YJLV,21/35kV,YJV,、,YJLV,26/35kV,1,35,0.212,0.173,0.152,1,50,0.237,0.192,0.166,0.118,0.114,1,70,0.270,0.217,0.187,0.131,0.125,1,95,0.301,0.240,0.206,0.143,0.135,1,120,0.327,0.261,0.223,0.153,0.143,1,150,0.358,0.284,0.241,0.164,0.153,1,185,0.388,0.307,0.267,0.180,0.163,1,240,0.430,0.339,0.291,0.194,0.176,1,300,0.472,0.370,0.319,0.211,0.190,1,400,0.531,0.418,0.352,0.231,0.209,1,500,0.603,0.438,0.388,0.254,0.232,1,630,0.667,0.470,0.416,0.287,0.256,电缆导体,截面积,（平方毫米）,电容量（,uF/km,）,YJV,(22),、,YJLV,(22),6/6kV,、,6/10kV,YJV,(22),、,YJLV,(22),8.7/10,、,8.7/15kV,YJV,(22),、,YJLV,(22),12/20kV,YJV,(22),、,YJLV,(22),21/35kV,YJV,(22),、,YJLV,(22),26/35kV,3,35,0.212,0.173,0.152,3,50,0.237,0.192,0.166,0.118,0.114,3,70,0.270,0.217,0.187,0.131,0.125,3,95,0.301,0.240,0.206,0.143,0.135,3,120,0.327,0.261,0.223,0.153,0.143,3,150,0.358,0.284,0.241,0.164,0.153,3,185,0.388,0.307,0.267,0.180,0.163,3,240,0.430,0.339,0.291,0.194,0.176,3,300,0.472,0.370,0.319,0.211,0.190,3,400,0.531,0.418,0.352,0.231,0.209,3,500,0.603,0.438,0.388,0.254,0.232,3,630,0.667,0.470,0.416,0.287,0.256,1,630,0.667,0.470,0.416,0.287,0.256,电缆导体截面积,（平方毫米）,电容量（,uF/km,）,YJV,、,YJLV,64/110kV,YJV,、,YJLV,128/220kV,3,240,0.129,3,300,0.139,3,400,0.156,0.118,3,500,0.169,0.124,3,630,0.188,0.138,3,800,0.214,0.155,3,1000,0.231,0.172,3,1200,0.242,0.179,3,1400,0.259,0.190,3,1600,0.273,0.198,3,1800,0.284,0.207,3,2000,0.296,0.215,3,2200,0.221,橡塑绝缘电力电缆的,20-300Hz,的交流耐压试验电压和试验时间,额定电压,U,0,/U,（,kV,）,试验电压,时间（,min,）,18/30,及以下,2.5U,0,或,2U,0,5,或,60,21/35,64/110,2U,0,60,127/220,1.7U,0,或,1.4U,0,60,190/330,1.7U,0,或,1.3U,0,60,290/500,1.7U,0,或,1.1U,0,60,谢 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