HDSR系統變頻串聯諧振耐壓試驗裝置使用的注意事項

　　目前在國際和國內已有越來越多的XLPE交聯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，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE 交聯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生擊穿。國內一些研究機構認為，交聯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。交聯聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發生擊穿，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下電纜承受的過電壓，并有效的發現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電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發電機的交流耐壓實驗也定期進行。這些設備的試驗要求的試驗設備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進行試驗，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進行。等效工頻條件一般采用45-65Hz的頻率范圍，但很多試驗單位要求50Hz試驗電源對這類設備進行交流耐壓試驗。
 

　　武漢華頂電力系列串聯諧振主要用于10kV、35kV、110kV的交聯橡塑電力電纜，66kV、110kV、220kV 組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗，水力和火力發電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。其基本原理是采用可調節(30--300Hz)串聯諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現場不易取得，因此一般都采用串聯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。初期多采用調感式串聯諧振設備(50Hz)，但存在自動化程度差、噪音大等缺點。因此現在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質因數(Q值)，并具有自動調諧、多重保護、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優點。
 

　　串聯諧振電源在電力系統應用中的優點：
 

　　1、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，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。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調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，使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/5-1/10。
 

　　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。在串聯諧振狀態，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，擊穿電流相差數百倍。所以，串聯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、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，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落電壓前斷開電源，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，不會出現任何恢復過電壓。
 

　　1、調頻及功率元件使用的日本進口的優質元器件；
 

　　2、充分利用公司現有資源，*獨立自主開發和設計及生產該設備的所有組成部分：變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、電容補償器和高精度電容分壓器；
 

　　3、具備全自動(自動調諧、自動升壓)、全手動(手動調諧、手動升壓)以及半自動(自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓)的多種功能，可任意切換使用；
 

　　4、具備試驗電壓、加壓時間、報警電流整定、報警電壓整定、頻率范圍、起始電壓的設置；
 

　　5、具備放電保護功能，在試品發生閃絡時，或其他原因造成的諧振回路突然失諧，變頻控制電源立即自動快速切斷輸出，并顯示保護類型和閃落電壓值；
 

　　6、測量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時間、保護動作類型等相關信息，在試驗完成時電壓自動下降到零位；
 

　　7、大液晶全中文界面平臺技術，全觸摸屏操作，數據保存。
 

　　8、 技術特點要點歸納：
 

　　(1)先進的數字、功率技術：功率器件采用國外最新推出的集驅動、保護和功率變換為一體的智能功率模塊(IPM)，極大的提高了整機的可靠性，減少了體積和重量。
 

　　(2)完備的保護功能：
 

　　過電壓保護：保護值可設置，動作時間小于1 毫秒；
 

　　雙重過電流過熱保護：大功率器件自身保護和軟件保護相結合，動作時間小于10 微秒；
 

　　閃絡保護：動作時間小于1 毫秒，并可記錄下閃絡電壓值；
 

　　零位保護：零電壓啟動。
 

　　(3)的四種工作模式：
 

　　手動試驗：手動尋找諧振點并手動升壓到所需電壓，按鍵后自動計時；
 

　　自動試驗：根據設置自動尋找諧振點后自動升到設定電壓后自動計時；
 

　　自動調諧手動升壓：根據設置自動尋找諧振點后，需手動升電壓到所需的電壓值，按“自動計時”鍵后自動計時；
 

　　手動調諧自動升壓：手動尋找諧振點，根據設置自動升壓后自動計時。
 

　　(4)友好的人機接口：
 

　　專用的DSP 顯示平臺，大容量的數據存儲器，大屏幕LCD 顯示；
 

　　豐富的幫助應用信息，幫助你現場分析試驗發生保護動作時可能出現的問題；
 

　　可保存200 次測試數據；
 

　　具有調頻時顯示頻率-電壓波形曲線，直觀的觀察到是否尋找到諧振點；
 

　　掃頻范圍可以在規定范圍內任意設定，掃頻方向可以向上向下任意選擇，方便用戶操作；
 

　　對于那些需要在50Hz 條件進行試驗的試品(比如發電機)，我們采用了調頻調感技術，我們的電抗器電感值可以根據試驗需要進行適當調節，壓緊裝置可以保證降低在通電時電抗器的噪音；
 

　　(5)的結構設計：調頻電源控制箱的接入和輸出采用插接和螺絲連接兩種方式，安全、方便、可靠、美觀精致；
 

　　電抗器采用的環氧澆注工藝，防潮防顛震；
 

　　整體色彩和外型由專業的設計公司專門設計，美觀大方
 

　　1、勵磁變壓器接線注意事項：
 

　　(1)用于10kV電纜的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端；
 

　　(2)用于10kV和35kV電纜的耐壓裝置，10kV電纜耐壓勵磁變壓器接低端，35KV電纜耐壓勵磁變壓器接較；
 

　　(3)用于10kV、35kV和110kV電纜的耐壓裝置：10kV、35kV電纜耐壓勵磁變壓器接低端，110kV電纜耐壓勵磁變壓器接。
 

　　2、電抗器及電容器分壓器接線注意事項：
 

　　對于短電纜，無論電壓高低，一般將至少兩節電抗器串聯，以確保回路可以諧振。
 

　　3、勵磁變壓器接線注意事項：
 

　　(1)用于電機的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端；
 

　　(2)用于電機和電纜的耐壓裝置，電纜耐壓勵磁變壓器接低端，電機耐壓勵磁變壓器接；
 

　　(3)通常情況下，用于電機耐壓的諧振裝置兼容較低電壓的電纜。
 

　　4、勵磁變壓器接線注意事項：
 

　　(1)用于開關、GIS、變壓器的耐壓裝置，勵磁變壓器的輸出電壓一般較高；
 

　　(2)用于開關、GIS的耐壓裝置，勵磁變壓器接，變壓器耐壓勵磁變壓器接低端；
 

　　(3)通常情況下，改種型號的諧振裝置兼容較較短長度的電纜，勵磁變壓器接低端。
 

　　5、電抗器接線注意事項：
 

　　(1)用于開關及較低電容量的試品交流耐壓試驗時，需要將所有電抗器串聯在高壓回路中，可以確保諧振。
 

　　(2)用于開關、GIS、變壓器的耐壓時，需要將電抗器串聯連接，電抗器串聯只數按照實際的試驗電壓確定。
 

　　6、通用注意事項：
 

　　(1)本試驗設備應由高壓試驗專業人員使用，使用前應仔細閱讀使用說明書，并經反復操作訓練。
 

　　(2)操作人員應不少于2人。使用時應嚴格遵守本單位有關高壓試驗的安全作業規程。
 

　　(3)為了保證試驗的安全正確，除必須熟悉本產品說明書外，還必須嚴格按國家有關標準和規程進行試驗操作。
 

　　(4)各聯接線不能接錯，否則可導致試驗裝置損壞
 

　　(5)本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全 1、風扇不能啟動：
 

　　急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”；
 

　　內部溫度過高，功率元件熱保護；
 

　　排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。
 

　　2、自動調諧不能完成，找不到諧振點：
 

　　(1)現象：調諧曲線*是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點
 

　　原因：回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路
 

　　排除方法：檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；
 

　　檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；
 

　　檢查每一只電抗器的通斷；
 

　　檢查分壓器的信號線的通斷；
 

　　檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；
 

　　裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；
 

　　(2)現象：調諧曲線是一條曲線，有較低的尖峰；
 

　　試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；
 

　　原因：電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；
 

　　試品損耗較高，系統Q值太低；
 

　　勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；
 

　　排除方法：將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；
 

　　盡可能將多只電抗器串聯，提高回路電感量；
 

　　提高勵磁變壓器的輸出電壓；
 

　　干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗。