第一部分 產(chǎn)品概述

該裝置主要針對10kV、35kV、110kV電纜， 110kV及以下電壓等級GIS，開關等變電站設備的交流耐壓試驗設計制造。具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。

該裝置主要由變頻控制電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器、補償電容器組成。

一、串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應用的優(yōu)點：

1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

2、設備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10。

3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。

二、我公司調(diào)頻諧振裝置主要功能及其技術特點：

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統(tǒng)失諧（閃絡）等保護功能，過壓過流保護值可以根據(jù)用戶需要整定，試品閃絡時閃絡保護動作并能記下閃絡電壓值，以供試驗分析。

2、整個裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場使用。

3、裝置具有三種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選擇，提高試驗速度。

工作模式為：全自動模式、手動模式、自動調(diào)諧手動升壓模式.

4、能存儲和異地打印數(shù)據(jù)，存入的數(shù)據(jù)編號是數(shù)字，方便的幫助用戶識別和查找。

5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規(guī)定范圍內(nèi)任意設定，掃頻方向可以向上、向下選擇，同時液晶大屏幕顯示掃描曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點。

6、采用了DSP平臺技術，可以方便的根據(jù)用戶需要增減功能和升級，也使得人機交換界面更為人性化。

三、選用導則

1、電纜的交流耐壓試驗

目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設備的原因，很長時間以來，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點認為XLPE結構具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當在直流試驗后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機構認為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。目前，在中低壓電纜上國外已使用超低頻電源（VLF）進行耐壓試驗。但由于此類VLF的電壓等級偏低，尚不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。

2、試驗頻率

由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重，龐大，且大電流的工作電源在現(xiàn)場不易取得。因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振試驗設備，可以得到更高的品質(zhì)數(shù)（Q值），并具有自動調(diào)諧、多重保護，以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優(yōu)點。

國際大電網(wǎng)會議第21、09工作組發(fā)布的《試驗導則》，建議頻率范圍為30-300Hz。但實際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840和IEC62067標準草案（2001年和2000年）就規(guī)定可采用20-300Hz。

3、依據(jù)標準

由于設備容量和體積等問題，目前國家尚無高壓電力電纜敷設后在現(xiàn)場進行交流耐壓試驗的相應標準。但對直流耐壓試驗的標準,由于前面所述原因人們也產(chǎn)生了一些疑問。CIGRI國際大電網(wǎng)工作會議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗收試驗建議導則》中對目前采用的直流耐壓試驗方法提出疑議，并推薦使用工頻及近似工頻（30-300Hz）的交流試驗方法。IEC 60840標準中在45-150kV敷設后電纜試驗標準中除原直流試驗標準外，增加了1.7U0 5分鐘或1U0 24小時的交流試驗標準。而在220kV等級中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設后試驗中直流試驗的標準，只有交流試驗的要求，即 20-300Hz 1.4U0 60分鐘。為了更有效的對施工后的交聯(lián)電纜進行交接試驗,華北電力集團公司在《電力設備交接和預防性試驗規(guī)程》修訂內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓試驗一項中增加了電纜的交流耐壓試驗標準。之后，國內(nèi)很多地方也相應的出臺了地方性試驗標準，其試驗頻率大多都在30-300Hz，中低壓電纜試驗電壓為1.6-2.0倍的相電壓，高壓電纜試驗電壓一般都在1.4-1.7倍的相電壓，具體根據(jù)各個地方略有不同，浙江推薦中低壓電纜試驗頻率為45-65 Hz，高壓電纜試驗頻率為35-75 Hz。

第二部分 HZBP-270kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置設備應用

（一）交聯(lián)乙烯電纜的交流耐壓

（二）主變、開關等的交流耐壓試驗

第三部分 HZBP-270kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置

一、HZBP-指生產(chǎn)廠家型號

270指設備能輸出的最大額定容量，單位為kVA

 270指設備能輸出的電壓等級，單位為kV；

二、HZBP-270kVA/270kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置技術指標

1．額定電壓：

45kV---滿足10kV電纜的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,

試驗電壓≤22kV,試驗時間5min；

90kV---滿足35kV電纜的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,試驗電壓≤52kV,試驗時間60min；

135kV---滿足110kV電纜的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,試驗電壓≤128kV,試驗時間60min；

270kV---滿足110kV及以下電壓等級GIS，開關等變電站設備的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,試驗電壓≤265kV,試驗時間1min；

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60分鐘；

4．裝置自身品質(zhì)因數(shù)：Q>50

5. GIS，開關等試驗滿負荷時品質(zhì)因數(shù)：Q>20（與負載相關）

6．輸入電源：三相380V或單相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、零位啟動等保護功能

三、設備遵循標準     

《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》       GB50150-2016

《電力設備預防性試驗規(guī)程》                     DL/T596-1996

《高壓諧振試驗裝置》                           DL/T 849.6—2004  

《電抗器》                                     GB10229.88

《耦合電容器和電容分壓器》                     IEC358(1990)

《電力變壓器》　                               GB1094.5-2003　　　　　　

《外殼防護等級》                               GB1094.1-GB1094.6-96  　　　　　

《高電壓試驗技術》                             GB/T16927.1~2-1997　　 

四、被試品對象及試驗要求

1、110kV及以下電壓等級開關、GIS（7個間隔）等變電站設備的交流耐壓試驗，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過265kV，試驗時間1min。

2、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過160kV，試驗時間1min。

4、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過52kV，試驗時間60min。

7、110kV/300mm2電纜0.2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.029uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過128kV，試驗時間60min。

10、10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗，電容量≤1.1265uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過22kV，試驗時間5min。

五、裝置主要技術參數(shù)及功能

1） 額定容量：270kVA；

2） 輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；

3） 額定電壓： 90kV；135kV；270kV；

4） 額定電流： 3A；2A；1A；

5） 工作頻率：30-300Hz；

6） 裝置輸出波形：正弦波

7） 波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；

8） 工作時間：額定負載下允許連續(xù)60min；過壓1.1倍1分鐘；

9） 溫    升：額定負載下連續(xù)運行60min后溫升≤65K；

10） 品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；

11） 保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；

12） 測量精度：系統(tǒng)有效值1.5級；

六、工作環(huán)境

環(huán)境溫度：－10℃–50℃;

相對濕度：≤90%RH;

海拔高度:  ≤1000米；

七、裝置容量確定

設計6節(jié)電抗器，則單節(jié)電抗器為45kVA/45kV/1A/110H，裝置總容量為270kVA。

1、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗，電容量≤0.02uF，試驗頻率45-65Hz，試驗電壓不超過160kV，試驗時間1min。

使用電抗器四節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.2），則L=110×4×1.2=528H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√528×0.02×10^-6)=49Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×49×0.02×10^-6×160×10³=0.99A

2、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.1945uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓52kV，試驗時間60min。

使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.05）三組并聯(lián)，則L=110×2×1.05/2=115.5H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√115.5×0.1945×10^-6)=33.58Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×33.58×0.1945×10^-6×52×10³=2.13A

3、110kV/300mm2電纜0.2km的交流耐壓試驗，電容量≤0.029uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓不超過128kV，試驗時間60min。

使用電抗器三節(jié)串聯(lián)（系數(shù)1.1）兩組并聯(lián)，則L=110×3×1.1/2=181.5H ，則：

試驗頻率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√181.5×0.029×10^-6)=69.37Hz

試驗電流：I=2πfCU試 =2π×69.37×0.029×10^-6×128×10³=1.62A

八、裝置容量定為270kVA/270kV，分六節(jié)電抗器，電抗器單節(jié)為45kVA/45kV/1A/110H，使用電抗器串并聯(lián)能滿足上述被試品的試驗要求。  

試驗時設備使用關系列表

九、系統(tǒng)配置及其參數(shù)

1. 激勵變壓器JLB-15kVA/4/8/16kV/0.4kV                      1臺

a) 額定容量：15kVA；

b) 輸入電壓：0-400V，單相；

c) 輸出電壓：4/8/16kV

d) 結    構：干式；

e) 重    量：約58kg；

f) 尺寸：520mm×520mm×460mm；（長×寬×高）

2.  變頻電源HZBP-15kW/220/380V                              1臺

a) 額定輸出容量：15kW

b) 工作電源： 220/380±10%V（單/三相），工頻

c) 輸出電壓：0 –400V，單相

d) 額定輸入電流：37.5A

e) 額定輸出電流：37.5A

f) 電壓分辨率： 0.01kV

g) 電壓測量精度：1.5%

h) 頻率調(diào)節(jié)范圍：30 – 300Hz

i) 頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz

j) 頻率穩(wěn)定度：    0.1%

k) 運 行 時 間：額定容量下連續(xù)60min

l) 額定容量下連續(xù)運行60min元器件最高溫度≤65K;

m) 噪 聲 水 平：≤50dB

n) 可實現(xiàn)以下功能：

1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現(xiàn)場操作及觀察；

2）內(nèi)外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。保證了變頻電源的長期穩(wěn)定性和可靠性；

3）參數(shù)顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統(tǒng)可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數(shù)查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩(wěn)定性；

4）參數(shù)設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數(shù)的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數(shù)設置提示以及幫助等參數(shù)進行設置或選擇；

5）試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態(tài)。具備升壓、調(diào)諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態(tài)、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等；

6）保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能；

7）數(shù)據(jù)存儲功能：試驗結果保存（手動保存）、打印、上傳、回查等。

① 試驗結果：手動或自動試驗完畢后，在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數(shù)，當試驗發(fā)生中斷時，可提示中斷狀態(tài)。可將參數(shù)保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄；

② 數(shù)據(jù)查詢：可將已保存的試驗結果數(shù)據(jù)顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數(shù)據(jù)輸出打印或利用設備所攜帶打印機打印；（打印機屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）

8）自動穩(wěn)壓功能：系統(tǒng)根據(jù)設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩(wěn)定的試驗電壓，電壓穩(wěn)定度可達1.0%；

9）調(diào)頻范圍及頻率分辨率均可設定：調(diào)頻范圍可設為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調(diào)諧過程；頻率分辨率根據(jù)需要，可預設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調(diào)諧效率與調(diào)諧精準度之間取得優(yōu)化平衡；

10）頻率調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細調(diào)，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移；

10）重  量：約18kg；

11）尺寸：460mm×340mm×415mm；（長×寬×高）

3.  高壓電抗器HZDK-45kVA/45kV                      6節(jié)

a) 額定容量：45kVA；

b) 額定電壓：45kV；

c) 額定電流：1A；

d) 電 感 量：110H/單節(jié)；

e) 品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f) 結    構：干式；

g) 重    量：約45kg；

h) 尺寸：282mm×435mm；（直徑×高度）

4.  電容分壓器FRC-270kV/500pF                       1套

a) 額定電壓：270kV；

b) 高壓電容量：500pF

c) 介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%；

d) 分 壓 比：3000：1

e) 測量精度：有效值1.5級;

f) 重    量：約26kg；

g) 尺寸：140mm×1000mm；（直徑×高度）/兩節(jié)

十、供貨清單一覽表

1、配置設備一覽表

2、設備附件一覽表