150MW/20kV风冷发电机的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、150MW/20kV风冷发电机的交流耐压试验，电容量≤0.48μf，试验频率为45-65Hz，

试验电压≤43kV。

2、300MW/20kV水冷发电机的交流耐压试验，电容量≤0.3μf，试验频率为45-65Hz，

试验电压≤43kV。

3、110kV及以下的变压器、CT、断路器、隔离开关、套管等电力设备的交流耐压试验，试验频率为30-300Hz，最高试验电压265kV。

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:  ≤1500米；

三、  串联谐振参数

1.   额定容量：516kVA；

2.   输入电源：单相380V电压，频率为50Hz；

3.   额定电压：43kV；344kV

4.   额定电流：12A；1.5A；

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5min；过压1.1倍1分钟；

8.   温    升：额定负载下连续运行5min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

150MW/20kV风冷发电机的交流耐压试验，电容量≤0.48μf，试验频率为45-65Hz，

试验电压≤43kV。

试验电流I=2πfCU_试 =2π×50×0.48×10^-6×43×10³=6.5A

对应电抗器电感量 L=1/ω²C=22H

设计八节电抗器，使用五节电抗器并联，则电抗器单节为64.5kVA/43kV/1.5A/110H。

验证：1. 300MW/20kV水冷发电机的交流耐压试验，电容量≤0.3μf，试验频率为45-65Hz，试验电压≤43kV。

使用电抗器5节并联，此时电感量=110/5=22H

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√22×0.3×10^-6)=61Hz。

I=2πfCU_试 =2π×61×0.3×10^-6×43×10³=5A

2. 对110kV及以下的变压器、CT、断路器、隔离开关、套管等电力设备的交流耐压试验，试验频率为30-300Hz，最高试验电压265kV。

使用电抗器8节串联，此时电感量=110*8=880H

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√880×0.002×10^-6)=120Hz。

I=2πfCU_试 =2π×120×0.002×10^-6×265×10³=0.4A

结论：串联谐振装置容量定为516kVA/344kV，43kV;分八节电抗器，电抗器单节为64.5kVA/43kV/1.5A/110H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

（二）试验时使用关系列表

六、  串联谐振参数

1.  激励变压器JLB-20kVA/3-5-15kV/0.4kV                1台

a)   额定容量：20kVA；

b)   输入电压：380V，单相；

c)   输出电压：3kV；5kV；15kV

d)   结    构：油浸式；

e)   重    量：约125 kg；

2.  变频电源DAXZ-BP-F-20kW/380V                         1台

a)   额定输出容量：20kW

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：50A

e)   额定输出电流：50A

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5min

m)   额定容量下连续运行5min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1.5分钟(全频扫). 频率分辨率0.01Hz

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38kg；

3.  高压电抗器DAXZ -64.5kVA/43kV                  8节

a)   额定容量：64.5kVA;

b)   额定电压：43kV；

c)   额定电流：1.5A；

d)   电 感 量：110H/单节；

e)   品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f)   结    构：油浸式；

g)   重    量：约85kg；

4.  电容分压器FRC-300 kV -500 pF                  1套

a)   额定电压： 300kV

b)   高压电容量：500pF

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18kg

5、 补偿电容器BC-200 kV -3000 pF                  1套

a） 额定电压： 200kV

b） 高压电容量：3000 pF

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25kg

七、  供货清单一览表

八、摘要

方案型号：DAXZ-516kVA/344kV/43kV

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/