峰值測量

    圖一、變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置原理簡圖

    VF：變頻控制器T1：勵(lì)磁變壓器

    L1、L2：高壓電抗器C1、C2：高壓分壓器高、低壓臂

    Cx：試品

    高壓電抗器L1、L2可并、可串接使用，以保證回路在適當(dāng)?shù)念l率下諧振。通過變頻控制器VF提供電源，試驗(yàn)電壓由勵(lì)磁變壓器T1經(jīng)過初步升壓后，使高電壓加在高壓電抗器L和試品Cx上，通過改變變頻控器的輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)；調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓幅度值，使試品上的高壓達(dá)到合適的電壓值。

    回路的諧振頻率取決于與被試品串聯(lián)的電抗器的電感L和試品的電容Cx，諧振頻率f=1/（2π√LCx）。

    3．2系統(tǒng)配置

    3．2．1變頻控制器

    變頻控制器從結(jié)構(gòu)上分為兩大類：20kW及以上為控制臺(tái)式，20kW以下為便攜箱式；它是由控制器和濾波器組成。在系統(tǒng)中變頻控制器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉(zhuǎn)變成為幅值和頻率可調(diào)的正弦波，并為整套設(shè)備提供電源。

    變頻控制器具有IGBT保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、放電保護(hù)、進(jìn)線保護(hù)等可靠的保護(hù)功能，保證試驗(yàn)人員和試品的安全。

    IGBT保護(hù)：當(dāng)IGBT電流過大或過熱時(shí)，CPU將停止工作，直到系統(tǒng)恢復(fù)正常。

    過壓保護(hù)：是指當(dāng)試驗(yàn)電壓超過人為整定的保護(hù)電壓（保護(hù)電壓可根據(jù)不同試驗(yàn)電壓需要任意設(shè)定）時(shí)，控制器自動(dòng)跳閘，CPU停止工作，并提示系統(tǒng)發(fā)生過壓保護(hù)。

    過流保護(hù)：是當(dāng)CPU檢測到母線工作電流超過IGBT工作電流或IGBT溫度過高時(shí)，CPU會(huì)發(fā)生過流保護(hù)信號(hào)，裝置停止工作，并通過液晶屏提示系統(tǒng)發(fā)生過流保護(hù)。

    放電保護(hù)：當(dāng)試器擊穿、短路或試品放電時(shí)，CPU停止工作，并切斷主回路。

    進(jìn)線保護(hù)、低通濾波器：不僅可以在穩(wěn)態(tài)下使放電或擊穿電流小，而且使暫態(tài)（瞬時(shí)）電流的破壞減小，從而保證設(shè)備和人身的安全。

    測量部分：試驗(yàn)人員可直接從變頻控制器控制面板上讀取輸入電壓、電流、當(dāng)前工作頻率、變頻控制器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓信號(hào)。

    參數(shù)

    額定輸入：380V、三相或220V、單相50Hz/60Hz

    額定輸出：0~400V或0~220V

    頻率分辨率：0.02Hz

    輸出波形：正弦波

    輸出頻率：20-400Hz

    額定容量：5KW、10KW、20KW、50KW、100KW、200KW、300KW、（其中5KW、10KW可采用單相電源供電）。

    3．2．2勵(lì)磁變壓器

    勵(lì)磁變壓器的作用是將變頻電源的輸出電壓升到合適的試驗(yàn)電壓，滿足電抗器、負(fù)載在一不定期品質(zhì)因數(shù)下試驗(yàn)電壓的要求（勵(lì)磁變壓器的容量一般與變頻控制器相同）。為了滿足不同電壓等級(jí)、不同容量試品的試驗(yàn)要求，勵(lì)磁變壓器高壓繞組一般有多個(gè)抽頭。

    3．2．3高壓電抗器

    高壓電抗器L是諧振回路的重要部件，當(dāng)電源頻率等于1/（2π√LCx）時(shí)，它與被試品Cx發(fā)生串聯(lián)諧振；電抗器的性能直接影響到系統(tǒng)Q值的大小。

    3．2．4高壓分壓器

    高壓分壓器是高電壓測試器件，它由高壓臂C1和低壓臂C2組成，測量信號(hào)從低壓臂C2上引出，作為高壓電測量和保護(hù)信號(hào)。

    3．3決定系統(tǒng)配置參數(shù)的因素

    系統(tǒng)諧振電壓等級(jí)和容量取決于試品的電容量C，試驗(yàn)電壓U試驗(yàn)頻率f。

    1）對(duì)于交聯(lián)聚乙烯電纜決定系統(tǒng)配置的主要是：電纜的電壓等級(jí)、電纜的截面積、試驗(yàn)電纜的長度及電纜要求的諧振頻率范圍。

    2）對(duì)于GIS決定系統(tǒng)配置的因素為：GIS的電壓等級(jí)、GIS的間隔數(shù)和每個(gè)間隔的電容量C，GIS允許的試驗(yàn)頻率范圍。

    3）對(duì)于變壓器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備，系統(tǒng)的配置取決于試品的容量試驗(yàn)電壓、試品的等效電容量C、要求的諧振頻率和試品的空載損耗的大小。

    四、型號(hào)說明

    5．1交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》的交流耐壓試驗(yàn)

    交聯(lián)聚乙烯電纜《XLPE》屬于固體絕緣電纜，是經(jīng)過特殊的物理、化學(xué)方法交聯(lián)而成，具有良好的電氣及物理性能，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。我國自七十年代以來，交聯(lián)聚乙烯電纜也得到了迅速的發(fā)展，并逐步取代了常規(guī)中低壓油紙絕緣電纜，而且110KV、220KV等高壓電纜也在逐步推廣。

    交聯(lián)聚乙烯電纜它最大的特點(diǎn)就是容量大，若是采用工頻或接近工頻的交流電壓試驗(yàn)作為擠包絕緣電纜線路竣工試驗(yàn)存在的最大困難是長線路需要很大容量的試驗(yàn)設(shè)備：例如630平方毫米220KVXLPF電纜線路，電容量為0.188uF/Km，若電纜長3Km，則每相電纜試驗(yàn)需要50Hz試驗(yàn)設(shè)備的容量至少為2.9MVA（試驗(yàn)電壓178KV試驗(yàn)電流30A），因此，采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)變壓器的試驗(yàn)方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場系統(tǒng)試驗(yàn)容量的要求，變頻諧振試驗(yàn)裝置利用變頻諧振的原理，使電源容量減少為試品容量的1/Q，設(shè)備的重量大大降低，使得高電壓、長距離電纜的現(xiàn)場試驗(yàn)成為可能；同時(shí)利用試驗(yàn)頻率允許在一定范圍內(nèi)（30-300Hz）可調(diào)和試驗(yàn)電抗器固定可調(diào)（單一電抗器電感是不可調(diào)的，但通過串并聯(lián)，總電感可調(diào)）的原理，使得系統(tǒng)的柔性大大增加。

    電纜試驗(yàn)的接線圖如下：

    GIS交流耐壓試驗(yàn)接線圖

    5．3大型變壓器的交流耐壓試驗(yàn)（外施工頻交流耐壓及感應(yīng)耐壓試驗(yàn)）

    變壓器應(yīng)該進(jìn)行外施耐壓試驗(yàn)。它是考驗(yàn)產(chǎn)品主絕緣電氣強(qiáng)度的最基本的絕緣試驗(yàn)，是發(fā)現(xiàn)主絕緣是否合理，絕緣材料是無缺陷和制造工藝是否符合要求的重要手段之一，對(duì)試驗(yàn)頻率一般要求在工頻，即45-65Hz。

    采用變頻諧振的方式，通過補(bǔ)償電容器使諧振頻率控制在45-65Hz之內(nèi)，由于回路諧振時(shí)Q值高，這樣可大大減小試驗(yàn)電源的容量，并且頻率可調(diào)，也增大了設(shè)備的應(yīng)用范圍，試驗(yàn)接線如下圖所示：

    感應(yīng)耐壓的倍數(shù)，對(duì)于電力變壓器一般采用額定電壓的兩倍，為了不使鐵心中磁通飽和，應(yīng)使用兩倍以上額定頻率的電源裝置。一般規(guī)定頻率應(yīng)在100-400Hz范圍內(nèi)，但經(jīng)驗(yàn)證明感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的頻率一般為150-200Hz為宜。

    5．4大型發(fā)電機(jī)組的交流耐壓試驗(yàn)

    根據(jù)國家和地方電力部門的規(guī)定發(fā)電機(jī)在制造、安裝、檢修和運(yùn)行以及預(yù)防性試驗(yàn)中都應(yīng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)電壓和工作電壓的波形、頻率一致，作用于絕緣內(nèi)部的電壓分布及擊穿性能能夠適應(yīng)發(fā)電同的工作狀態(tài)，試驗(yàn)電壓一般為0.75（2Un+3000）或1.5Un，頻率要求為工頻。

    采用YHCX變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置再配上合適的補(bǔ)償電容器在頻率和容量上都可以很地滿足發(fā)電機(jī)的交流耐壓要求。

    試驗(yàn)接線如下圖：
 

    發(fā)電機(jī)的交流耐壓接線示意圖

    5．5其它試品的交流耐壓試驗(yàn)

    互感器、套管等設(shè)備在作耐壓試驗(yàn)時(shí)，都相當(dāng)于一電容，利用電抗器和補(bǔ)償電容器也可以使系統(tǒng)在50Hz附近發(fā)生諧振，達(dá)到工頻絕緣試驗(yàn)的目的。

    說明：交流耐壓試驗(yàn)方案請參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程或本公司《YHCX變頻串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)裝置資料匯編》。

    六、試驗(yàn)操作步驟及注意事項(xiàng)

    6．1試驗(yàn)操作步驟

    1.根據(jù)各種試品接線方法，保證各點(diǎn)的接觸良好，保證一點(diǎn)接地，且接地點(diǎn)距分壓器最近。

    2.確保連接無誤后接通電源。

    3.打開主機(jī)電源開關(guān)會(huì)顯示主菜單

    4.將光標(biāo)移至：試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置；按確認(rèn)鍵。進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的修改，用上下左右

    和確認(rèn)鍵執(zhí)行。

    然后返回主菜單。

    5.將光標(biāo)移至：系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：按確認(rèn)鍵。進(jìn)行時(shí)間參數(shù)的修改，用上下左右和確認(rèn)鍵執(zhí)行。

    6.將光標(biāo)移至：進(jìn)入試驗(yàn)：按確認(rèn)鍵。



    7.此時(shí)接上IGBT的輸入電壓選擇試驗(yàn)方法，進(jìn)行試品的試驗(yàn)，用確認(rèn)鍵執(zhí)行。

    8.選擇手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，首*行的是找到試品諧振點(diǎn)，用上下鍵進(jìn)行，使試驗(yàn)電壓在最高點(diǎn)；在完成了此項(xiàng)操作后請按面板調(diào)壓鍵用左右鍵移位，上鍵增加激勵(lì)功率當(dāng)接近試驗(yàn)電壓后用右移鍵將光標(biāo)移至小數(shù)點(diǎn)后慢慢增加功率防止試品擊穿，到額定電壓后主機(jī)開始自動(dòng)計(jì)時(shí)至設(shè)定時(shí)間退出試驗(yàn)。選擇自動(dòng)試驗(yàn)時(shí)只要按了確認(rèn)鍵就不要這些操作了。

    9.進(jìn)入試驗(yàn)前注意試品的安全距離，確保人生安全。

    10.主菜單的測試操作項(xiàng)請你不要任意改動(dòng)應(yīng)將這兩個(gè)系數(shù)記到說明書中，防止丟失。

    6.2注意事項(xiàng)

    1.在給整機(jī)加電以前,一定要仔細(xì)檢查各輸入輸出接線是否正確和牢固.接地是否可靠,接地線采用一點(diǎn)接地，從面板上引出（接地線最好用裸銅線）。

    2．試驗(yàn)時(shí)，電抗器不可置于鐵板或銅板等導(dǎo)電材料上。

    3．試驗(yàn)升壓之前需要整定過電壓保護(hù)值，以防止試驗(yàn)過程中意外分閘。

    4．當(dāng)變頻控制器提示過電壓保護(hù)、過流保護(hù)或放電保護(hù)時(shí)，請退出試驗(yàn)，重新整定電壓電流保護(hù)值，再進(jìn)入試驗(yàn)。

    七、常見故障及分析

    1．主機(jī)找不到諧振點(diǎn)。

    原因：系統(tǒng)諧振點(diǎn)在主機(jī)的輸出頻率范圍之外；系統(tǒng)接線錯(cuò)誤；

    系統(tǒng)未可靠接地；高壓采樣反饋信號(hào)開路或連接不可靠；試品有故障。

    2．主機(jī)復(fù)位。

    原因：主機(jī)供電電源波動(dòng)；外界強(qiáng)磁場干擾；主機(jī)未可靠接地；

    3．Ｑ值偏低，即電壓升不上去，或升不高。

    原因：試品放電泄漏；

    電抗器磁路受干擾，例如電抗器被放置在磁場屏蔽范圍內(nèi)。

    4．電源跳閘。

    原因：諧振系統(tǒng)回路短路。

    說明：以上故障原因僅供參考。

    注意：

    請勿擅自打開箱體，拆卸或更換元器件，如有質(zhì)量問題，請與本公司聯(lián)系。

    八、維護(hù)

    8．1日常維護(hù)

    對(duì)于串聯(lián)諧振成套裝置各部件，應(yīng)定期檢查，確保結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。不使用時(shí)，應(yīng)存放于干燥、清潔場地，防止雨水、灰塵進(jìn)入裝置內(nèi)部。

    8．2運(yùn)輸

    運(yùn)輸時(shí)請確保各裝置固定，不松動(dòng)，適當(dāng)加以緩震保護(hù)。搬運(yùn)時(shí)，輕拿輕放，請勿拋摔！

    質(zhì)保期內(nèi)，若因本公司產(chǎn)品質(zhì)量問題不能正常使用，本公司將無償上門服務(wù)，終身維修。

    九、隨機(jī)文件

    1、YGCX2858變頻串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)裝置使用說明書1份

    2、保修卡/合格證1份

    十、附錄一：部分設(shè)備（試品）的電容值：

    交聯(lián)聚乙烯電纜每公里電容量

    十、附錄二：部分設(shè)備試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)：

    電纜30-75Hz的交流耐壓試驗(yàn)電壓