540KVA/270变频串联谐振耐压装置

540kVA/270kV 变频串联谐振耐压试验装置

（技术方案）

1、 变频串联谐振基本原理：

1．1变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容组成LC串联回路，调节变频电源输出的电压频率，实现串并联谐振，在被试品上获得高电压，是当前高电压试验的一种新方法，深受专家好评，在国内外已经得到广泛的使用。

2、 变频串联谐振试验装置特点：

2．1变频串联谐振试验装置具有输出容量大，输出电压高、可任意组合电抗器针对不同试品的交流耐压试验。

2．2变频串联谐振试验装置具有体积小、重量轻、每件重量不超过50kg、特别方便野外试验。

2．3变频串联谐振试验装置具有保护功能好、有过压保护、过流保护、时间保护、闪络保护、过热保护、模块保护等功能。

2．4变频串联谐振试验装置具有操作简单，并具有手动和自动两档。

2．5变频串联谐振试验装置采用大屏幕、使试验数据一目了然，并可打印试验结果。

2．6变频串联谐振试验装置具有试品击穿后无过电压之虞，对试品的损坏相当小。

2．7变频串联谐振试验装置试验所需电源容量小，仅是工频变压器试验所需电源容量的几分之一，解决现场电源难找的问题。

3、使用环境条件：

3．1 环境温度：-10℃～40℃

3．2 相对湿度：不大于90%

3．3 海拔高度：2500米以下

4、适用范围：

4．1满足500mm²/110kV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验。

4．2满足300mm²/35kV电缆，长度2公里的交流耐压试验。

4．3满足300mm²/10kV电缆，长度5公里的交流耐压试验。

4．4满足110kV变压器、断路器、GIS、隔离开关、套管、绝缘子等高压电器的交流耐压试验。

5、计算

5．1  500mm²/110kV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验，额定电容量0.169uF/km，试验电压128kV，试验时间60min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。试验频率取40Hz。

试验电流 I=2πfCU_试=2π×40×0.169×0.5×10^-6×128×10³=2.72A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=187.5H

5．2  300mm²/35kV电缆，长度2公里的交流耐压试验，额定电容量0.19uF/km，试验电压52kV，试验时间60min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。试验频率取40Hz。

试验电流 I=2πfCU_试=2π×40×0.19×2×10^-6×52×10³=4.96A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=41.7H

5．3  300mm²/10kV电缆，长度5公里的交流耐压试验，额定电容量0.37uF/km，试验电压22kV，试验时间15min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。试验频率取40Hz。

试验电流 I=2πfCU_试=2π×40×0.37×5×10^-6×22×10³=10.2A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=8.56H

5．4  110kV变压器、断路器、GIS、隔离开关、套管、绝缘子等高压电器的交流耐压试验，额定电容量≤0.02uF，试验电压260kV，试验时间1min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。试验频率取50Hz。

试验电流 I=2πfCU_试=2π×50×0.02×10^-6×260×10³=1.63

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=507H

※：为方便搬运，根据以上试验电压、电流、频率、电感量即设计8台铁心干式电抗器，则每台电抗器规格为45kV/2A/90H.

验证

a.  500mm²/110kV电缆，长度0.5公里的交流耐压试验，额定电容量0.169uF/km，试验电压128kV，试验时间60min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。

☆：使用6台电抗器3串2并,此时电抗器额定电感量为135H，额定电压为135kV,额定电流为4A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√135×0.0845×10^-6)=47.1Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×47.1×0.0845×10^-6×128×10³=3.2A

b.  300mm²/35kV电缆，长度2公里的交流耐压试验，额定电容量0.19uF/km，试验电压52kV，试验时间60min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。

☆：使用6台电抗器2串3并,此时电抗器额定电感量为60H，额定电压为90kV,额定电流为6A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√60×0.38×10^-6)=33.3Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×33.3×0.38×10^-6×52×10³=4.2A

c.  300mm²/10kV电缆，长度5公里的交流耐压试验，额定电容量0.37uF/km，试验电压22kV，试验时间15min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。

☆：使用6台电抗器并联,此时电抗器额定电感量为15H，额定电压为45kV,额定电流为12A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√15×1.85×10^-6)=30.2Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×30.2×1.85×10^-6×22×10³=7.8A

d. 110kV变压器、断路器、GIS、隔离开关、套管、绝缘子等高压电器的交流耐压试验，额定电容量≤0.02uF，试验电压260kV，试验时间1min，试验频率30～300Hz的交流耐压试验。

☆：使用6台电抗器串联,此时电抗器额定电感量为540H，额定电压为270kV,额定电流为2A。

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√540×0.02×10^-6)=48.5Hz

试验电流 I=2πfCU试=2π×48.5×0.02×10^-6×260×10³=1.6A

总结:装置容量定为540kVA/270KV;分6台电抗器，电抗器单台为90kVA/45kV/2A通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

6、设备配置一览表

7、主要功能及参数：

7．1调频谐振试验装置系统参数：

7．1．1．输入电压：380V或220V±10%   50Hz；

7．1．2．额定输出电压调节范围：0 ~ 270kV；

7．1．3．最大试验容量：540kVA；

7．1．4．谐振电压波形：正弦波、畸变率：≤0.5%；

7．1．5．输出电压不稳定度：≤0.5%；

7．1．6．输出频率范围：25～320Hz；

7．1．7．频率调节分辨率：0.01Hz；

7．1．8．品质因数Q值：额定负载下不小于50；

7．1．9．绝缘水平：1.2倍额定电压耐压1min；

7．1．10．额定电流下连续运行时间不低于30 min；

7．1．11．电压测量精度：1级；

7．1．12．噪   声：≤45dB；

7．1．13．该装置配备以下保护功能：

        设备有手动试验、自动调谐及自动试验；

过电压保护、过电流保护、放电保护、断电保护、零启动保护。

试验数据大屏幕显示、中文菜单、可打印输出、打印机为嵌入式。