12-100MW汽轮发电机交流耐压试验串联谐振耐压装置

一、串联谐振试验对象及试验要求

1．12-100MW汽轮发电机（空冷）的交流耐压试验，出口电压11-12kV，试验电压不超过30kV。

2．电缆6-10kV，长度3000米，截面积300mm², 电容量≤1.11μF，试验频率30~300Hz，试验电压22kV。

3．电缆35kV，长度1000米，截面积300mm², 电容量≤0.19μF，试验频率30~300Hz，试验电压52kV。

4．35kV及以下电气设备（开关、母线、互感器、套管、绝缘子等）交流耐压试验，

试验频率30~300Hz，电压95kV。

5．110kV/75000kVA变压器的分级绝缘耐压试验，电容量≤0.015μF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过95kV。

二、 工作环境

1.  环境温度：－15⁰C –45⁰C;

2.  相对湿度：≤90%RH;

3.  海拔高度:  ≤2500米；

三、串联谐振参数

1.   额定容量：240kVA；

2.   输入电源：单相380V电压，频率为50Hz；

3.   额定电压：120kV；60kV；30kV；

4.   额定电流：2A；4A；8A；

5.   工作频率：30-300Hz；

6.   波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

7.   工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟；

8.   温    升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K；

9.   品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)；

10. 保护功能： 对被试品具有过流、过压及试品闪络保护(详见变频电源部分)；

11. 测量精度：系统有效值1.5级；

四、串联谐振标准

GB10229-88          《电抗器》

GB1094　  《电力变压器》

GB50150-2006　《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》

DL/T 596-1996        《电力设备预防性试验规程》

GB1094.1-GB1094.6-96 《外壳防护等级》

GB2900　《电工名词术语》

GB/T16927.1~2-1997　《高电压试验技术》

五、试验时使用关系列表

六、装置容量确定

12-100MW汽轮发电机（空冷）的交流耐压试验，出口电压11-12kV，试验电压不超过30kV。

频率取50Hz，

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×50×0.35×10^-6×30×10³=3.3A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=26H 

设计四台电抗器，使用电抗器4节并联可满足要求，则单节电抗器为60kVA/30kV/2A/104H，装置总容量为240kVA。

验证: 

1、电缆6-10kV，长度3000米，截面积300mm², 电容量≤1.11μF，试验频率30~300Hz，试验电压22kV。

使用电抗器4节并联,此时电抗器电感量为L=104/4=26H

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√26×1.11×10^-6)=30Hz

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×30×1.11×10^-6×22×10³=4.6A

2、电缆35kV，长度1000米，截面积300mm², 电容量≤0.19μF，试验频率30~300Hz，试验电压52kV。

使用电抗器二节串联二组并联,此时电抗器电感量为L=104H

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√104×0.19×10^-6)=36Hz。

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×36×0.19×10^-6×52×10³=2.3A

3、110kV/75000kVA变压器的分级绝缘耐压试验，电容量≤0.015μF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过95kV。

使用电抗器四节串联,此时电抗器电感量为L=104*4=416H

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√416×0.015×10^-6)=63.7Hz。

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×63.7×0.015×10^-6×95×10³=0.6A

4、35kV开关、PT、CT、母线等设备交流试验试验，试验频率30~300Hz，电压95kV。

使用电抗器四节串联,此时电抗器电感量为L=104*4=416H

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√416×0.002×10^-6)=174Hz。

试验电流 I=2πfCU_试 =2π×174×0.002×10^-6×95×10³=0.21A

考虑做电容量较小的发电机耐压试验，配30kV/0.15uF的补偿电容器。

结论：串联谐振装置容量定为240kVA/120kV，30kV，分四节电抗器，电抗器单节为60kVA/30kV/2A/104H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

七、串联谐振参数

1.  激励变压器   JB-12kVA/1.0kV/3kV/5kV/0.4kV              1台           

a)   额定容量：12kVA；

b)   输入电压：400V，单相；

c)   输出电压：1.0kV；3kV；5kV

d)   结    构：干式；

e)   重    量：约90kg；

2.  变频电源  DAXZ-BP -12kW/380V                            1台

a)   额定输出容量：12kW

b)   工作电源：380±10%V（单相），工频

c)   输出电压：0 – 400V，单相，

d)   额定输入电流：31.5A

e)   额定输出电流：31.5A

f)   输 出 波 形：正弦波

g)   电压分辨率： 0.01kV

h)   电压测量精度：0.5%

i)   频率调节范围：30 – 300Hz

j)   频率调节分辨率：≤0.1Hz

k)   频率稳定度：    0.1%

l)   运 行 时 间：额定容量下连续60min

m)   额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K;

n)   噪 声 水 平：≤50dB

o)   可实现以下功能

1)   内部由嵌入式触摸屏控制,操作功能得到优化,操作简单

2)   自动扫频,寻找谐振点.频率范围20-300Hz,可手动设置扫频范围,扫频最大耗时3分钟(全频扫). 频率分辨率0.1Hz

3)   自动试验,用户可设置试验程序,系统自动按设置的程序完成试验过程

4)   自动试验时,自动跟踪系统的谐振状态,当谐振状态发生变化,超过设置的区域时,系统自动跟踪谐振点.在整个过程中保证系统工作在最优出力状态，调频时绘制频率电压曲线。

5)   耐压时自动跟踪电压,电压正常波动时自动调整电压到目标电压,由用户根据试验情况进行操作

6)   全压输出保护：在调压过程中，严格保证变频电源不会全电压输出

7)   软件经过严格模拟运行检验，运行安全、稳定、可靠

8)   自动保存试验数据,数据查询功能,根据查询条件查询以往的试验数据；

9)   液晶显示屏可显示电源电压和电流；高压输出的频率、电压、电流

10) 保护功能：具有断电、过流、过压及闪络保护功能；

a)   过电压保护：可人工设定过电压保护值；当整套装置的输出电压达到保护整定值时，自动切除整套装置

b)   过电流保护：可人工设定过电流保护值；当整套装置的输出电流达到保护整定值时，自动切除整套装置

c)   击穿保护：具有放电或闪络保护功能，当高压侧发生对地闪络时，自动切除整套装置。不会对试验设备和人身造成伤害，变频电源内电子元件不会击穿

d)   断电保护：试验电源断电后，装置能快速保护

11) 变频电源内部结构及其各元器件在经过正常的公路、铁路运输后，相互位置不变，不损坏，紧固件不松动

12) 外观及操作界面充分采用人性化设计，美观大方，操作简便

13) 重量约25kg；

3.  高压电抗器   DAXZ -60kVA/30kV                         四节

a)   额定容量：60kVA;

b)   额定电压：30kV；

c)   额定电流：2A；

d)   电 感 量：104H/单节；

e)   品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f)   结    构：干式；

g)   重    量：约60kg；

4.  电容分压器   FCR-100kV -1000 pF                       1套

a)   额定电压：100kV

b)   高压电容量：1000pF

c)   介质损耗：tgσ≤0.5%；

d)   分 压 比：1000：1

e)   测量精度：有效值1.5级;

f)   重    量：约8kg；

5.  补偿电容器BC-30kV -0.15uF                            1套

g)   额定电压：30kV

h)   高压电容量：0.15uF

i)   介质损耗：tgσ≤0.5%；

j)   重    量：约20kg；

八、供货清单一览表

九、摘要

方案型号：DAXZ-240kVA/120kV/30kV

方案名称：调频式串联谐振耐压装置

参考标准：GB50150-2006,DL/T849.6-2004

生产厂家：武汉鼎升电力自动化有限责任公司

参考阅读：http://www.kv-kva.com/102/