3200kW/6.3kV水轮发电机交流耐压试验串联谐振装置

一、  串联谐振试验对象及试验要求

1. 35kV/300mm²电缆1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz，试验电压52kV。

2.10kV/300mm²电缆1000m，电容量≤0.37μF，试验频率为30-300Hz，试验电压22kV。

3. 3200kW/6.3kV水轮发电机的交流耐压试验，电容量≤0.3μF，试验电压不超过16kV。

4.35kV/6300kVA电力变压器的交流耐压试验，电容量≤0.01μF，试验电压不超过68kV。

二、  工作环境

1.  环境温度：－150C –40 0C;

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：135kVA；

2.   输入电源：单相380V电压，频率为50Hz；

3.   额定电压：27kV；54kV；108KV；

4.   额定电流：5A； 2.5A； 1.25A；

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、  装置容量确定

3200kW/6.3kV水轮发电机的交流耐压试验，电容量≤0.3μF，试验电压不超过16kV。

频率取50HZ

试验电流 I=2πfCU试 =2π×50×0.3×10-6×16×103=1.5A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=45H,

设计四节电抗器，使用电抗器二节并联，则电抗器单节为33.75kVA/27kV/1.25A/90H，通过单独或组合使用能输出27kV，54kV，108kV，系统总容量为135kVA。

验证：1. 35kV/300mm2电缆1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz，试验电压52kV。

使用电抗器二节串联二组并联，此时电感量为90H：

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√90×0.19×10-6)=38Hz。

I=2πfCU试 =2π×38×0.19×10-6×52×103=2.3A

2、10kV/300mm2电缆1000m，电容量≤0.37μF，试验频率为30-300Hz，试验电压22kV。

使用电抗器四节并联，此时电感量为90/4=22.5H：

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√22.5×0.37×10-6)=55Hz。

I=2πfCU试 =2π×55×0.37×10-6×22×103=2.8A

3. 35kV/6300kVA电力变压器的交流耐压试验，电容量≤0.01μF，试验电压不超过68kV。

使用电抗器四节并联，此时电感量为90*4=360H，配补偿电容80kV/7000pF

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√360×0.017×10-6)=64Hz。

I=2πfCU试 =2π×64×0.01×10-6×68×103=0.3A

结论：串联谐振装置容量定为135kVA/54kV，108kV，27kV;分四节电抗器，电抗器单节为33.75kVA/27kV/1.25A/90H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

六、串联谐振参数

1.  激励变压器   JB-7.5kVA/1 kV/3kV/4kV/0.4kV            1台

a)   额定容量：7.5kVA；

b)   输入电压：380V，单相；

c)   输出电压：1kV；3kV；4kV

d)   结    构：干式；

e)   重    量：约42kg；

2.  变频电源  DAXZ-BP -7.5kW/380V                         1台

a)   额定输出容量：7.5kW

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：20A

e)   额定输出电流：20A

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18kg；

3.  高压电抗器   DAXZ -33.75kVA/27kV                  四节

a)   额定容量：33.75kVA;

b)   额定电压：27kV；

c)   额定电流：1.25A；

d)   电 感 量：90H/单节；

e)   品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f)   结    构：干式；

g)   重    量：约40kg；

4.  电容分压器FCR-100kV -500 pF                    1套

a)   额定电压：100kV

b)   高压电容量：1500pF

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-80kV-7000pF                       1套

a)   额定电压：80kV

b)   高压电容量：7000pF

c)   介质损耗：tgσ≤0.5%；

d)   重    量：约12kg；

七、供货清单一览表

八、摘要

方案型号：DAXZ-135kVA/108kV/27kV

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/