BPXZ108KV变频串联谐振试验装置文档格式.docx
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第一章产品概述
该装置主要针对10kV，35KV电缆及主变等电气设备的交流耐压试验设计制造。
电抗器采用多只分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象10kV电机这样的低电压的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。
该装置主要由变频控制电源、励磁变压器、电抗器、电容分压器组成。
串联谐振在电力系统中应用的优点：
1、所需电源容量大大减小。
串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
2、设备的重量和体积大大减少。
串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。
3、改善输出电压的波形。
谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。
4、防止大的短路电流烧伤故障点。
在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。
而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。
所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
5、不会出现任何恢复过电压。
试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。
我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：
1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐（闪络）等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。
2、整个装置单件重量很轻，最大不超过40kg，便于现场使用。
3、装置具有三种工作模式，方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
工作模式为：
全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式.
4、能存储数据，存入的数据编号是数字，方便的帮助用户识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、采用了DSP平台技术，可以方便的根据用户需要增减功能和升级，也使得人机交换界面更为人性化。
第二章BPXZ-108KV变频串联谐振试验装置主要技术参数
（一）BPXZ-指生产厂家代码
108指设备能输出的最大额定容量，单位为kVA
/108指设备能输出的电压等级，单位为kV；
（二）BPXZ-108KV变频串联谐振试验装置技术指标
1．额定电压：
27kV---满足10kV电缆的交流耐压试验；
54kV---满足10kV开关的交流耐压试验；
108kV---满足35kV系统的交流耐压试验；
2．输出电压波形畸变率：
<
1.0％
3.允许连续工作时间：
额定条件下一次性工作60分钟。
4．装置自身品质因数：
Q>
50
5．电缆试验时满负荷下品质因数：
30（与负载相关）
6．输入电源：
两相380V，当电源为380V时，可做额定负载试验；
7．频率调节范围：
20Hz～300Hz
8．系统测量精度：
1.5％
9．装置具有过压、过流、零位启动、闪络保护等保护功能
（三）设备遵循标准
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006
《高压谐振试验装置》DL/T849.6—2004
《电抗器》GB10229.88
《电力设备预防性试验规程》DL/T596-1996
《耦合电容器和电容分压器》IEC358（1990）
（四）设备主要配置及技术参数说明：
1.变频电源（一台）：
1.1技术参数
1.1.1额定功率：
5kW；
1.1.2输入电压：
两相380V或单相220V±
5%45～65Hz，当电源为380V时，可做额定负载试验
1.1.3输出电压：
0～400V可调
1.1.4输出电压频率：
20～300Hz
1.1.5频率调节:
0.1Hz步进可调
1.1.6频率不稳定度:
≤0.02%
1.1.7输出电流：
0～30A
1.2性能特点：
1.2.1放置方式:
变频电源的放置为纵向和横向,特别适合现场操作及观察。
1.2.2防震保护:
内外部具备特殊减震橡胶支撑脚和保护铝箱,可有效减缓运输中的颠簸震动和吊装时的冲击。
保证了变频电源的长期稳定性和可靠性。
1.2.3参数显示：
触摸大屏幕液晶界面显示系统。
可显示谐振电压（即试验前设置的目标电压）、试验频率、测量频率、低压电压、低压电流、耐压时间、过压保护、过流保护、闪络保护、阶段升压及阶段计时、参数查询等,还可显示频率曲线、电压曲线等可直观地判断当次试验谐振频率准确及稳定性。
1.2.4参数设置：
大屏幕触摸液晶屏直接完成各种参数的设置。
可对起始频率、终止频率、起始电压、阶段升压和计时、测量分压器变比、激励变变比、过压保护、过流保护、闪络保护、试验模式、参数设置提示选择。
1.2.5试验模式：
触摸屏有全自动、半自动、手动三种运行状态。
具备升压、调谐（含手动、自动）、运行状态、故障提示。
1.2.6保护功能及其信息提示：
具备高压过压保护、低压过流、过流保护，以及失谐保护、零位、闪络保护、紧急停机、欠压保护等多重保护功能。
1.2.7数据存储功能：
试验结果保存、回查等。
a、试验结果：
手动或自动试验完毕后，在试验结果界面中可显示出试验时的详细参数，当试验发生中断时，可提示中断状态。
可将参数保存在存储器中，该存储器为非易失存储器，可保存50次试验记录。
b、数据查询：
可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上。
1.2.8自动稳压功能：
系统根据设定的试验电压或手动升压结果，自动跟踪并维持稳定的试验电压，电压稳定度可达1.5%。
1.2.9调频范围及频率分辨率均可设定：
调频范围可设为20～300Hz、45～65Hz、50Hz、按需设置，可加快调谐过程；
频率分辨率根据需要，可预设为0.1Hz、0.2Hz、1.0Hz、或2.0Hz，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡。
频率调节分为粗调和细调，并可自动寻找试验谐振点，保证谐振频率在整个试验过程中不发生漂移。
2.高压电抗器（共四台）：
2.1技术参数
2.1.1额定工作电压：
27kV
2.1.2额定工作电流：
1A
2.1.3额定电感量：
50H
2.1.4连续工作时间：
30min
2.1.5温升：
小于60度
2.1.6工作频率：
20~300Hz
2.2性能特点
2.2.1电抗器的设计采用铁芯式结构，漆包导线绕组，干式自冷。
电抗器可以自由方便叠装。
环氧树脂绝缘筒外壳，具有足够的电气、机械强度、必要的散热能力以及油热胀冷缩的裕度。
电抗器外壳自带底座，与另一节电抗器上端采用。
外壳喷涂橘红色绝缘漆。
2.2.2电抗器外壳自带底座，与另一节电抗器上端采用采用卡槽结合，方便现场使用。
3.激励变压器（一台）：
3.1技术参数
3.1.1额定容量：
5kVA
3.1.2输入电压：
400V，
3.1.3输出电压：
1.5kV/3kV/5kV
3.1.4输出电流：
5A/2.5A/1A
3.1性能特点
3.2.1冷却方式：
环氧树脂浇注式结构，绝缘耐热等级为B级。
3.2.3高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既作为励磁变压器，又是隔离变压器。
4.电容分压器（一台）：
4.1技术参数
4.1.1自身电容量：
1000pF
4.1.2工作频率：
20～300Hz
4.1.3不确定度：
1.5%
4.1.4额定电压:
100kV
4.2性能特点
4.2.1额定电压下可连续运行30min。
4.2.2在20～300Hz范围内，其精度和稳定度保持要求不变。
4.2.3在20℃、0.4～0.5UN下介损值：
≤0.0025
4.2.4分压比误差：
有效值时≤1.0%，峰值时≤1.5%。
4.2.5高、低压臂的电容采用一致的介质结构，温度系数小，角位移小，在20~300H内分压比不变。
4.2.6电压测量通过专用测试引线引至变频电源进行测量。
5．测试线及附件壹套：
1）内部连接线一套
第三章BPXZ-108KV变频串联谐振试验装置设备应用
（一）交联乙烯电缆的交流耐压
1、10kV/300mm2电缆交流耐压试验，长度2000m，电容量≤0.74μF，试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
[按新国标GB50150-2006，对于10kV电缆做2.5U0试验电压，试验时间为5分钟]。
（1）电缆长度：
2.0km截面积：
300mm2对应的电容量为0.74μF最高耐压试验值22kV.
使用4节电抗器并联使用,此时电感量为L=100/4=25H
⑵谐振频率：
1/6.28×
√25×
0.74×
10-6=37Hz
37Hz下最大被试电容量时的试验电流：
37×
6.28×
10-6×
22×
103=3.8A。
⑶选择设备：
5.5kW变频控制源；
27kV/1A电抗器4台并联；
5.5kVA（1kV/6A）激励变；
100kV分压器；
2、电缆耐压时电抗器选用说明
（1）上述配置是按照最长电缆计算出的配置方案；
（2）对短电缆试验时，为了达到谐振，一般将四节电抗器串联（四节电抗器串联时，与100kV分压器的电容量可以自身谐振）；
（二）变压器、开关等的交流耐压试验
1、35kV及以下电压等级的变电站主电气设备的交流耐压试验，试验频率为30Hz～300Hz.
（1）35kV开关：
对应的电容量忽略不计，最高耐压试验值90kV.
使用四节电抗器串联,此时电感量为L=50X4=200H
（2）谐振频率：
√200×
0.001×
10-6=123Hz
252Hz下最大被试电容量时的试验电流：
252×
90×
103=0.15A
⑶选择设备：
27kV/1A电抗器四台串联；
5.5kVA（6kV/1A）激励变；
所以对于开关母线等断口电容小的试品也可以进行试验。
第四章变频电源详细使用介绍
4.1.设备基本说明
4.1.1.电源：
●将380V的三根火线直接与调频电源的“电源输入”连接。
4.1.2.操作面板说明
图1
●电源开关：
负责计算机部分的电源供给。
●复位：
负载失谐、变频源过热以及其它保护动作后的故障复位。
●急停：
发生紧急情况的应急中断按键。
●信号：
用于接入分压器低压臂，最大电压100V，输入阻抗10M。
●高压指示：
指示灯在系统电压为10KV及大于10KV时亮指示。
表示有高压输出。
●接地：
用于系统安全接地。
●液晶显示器：
用于系统各参数、波形、菜单等的显示。
●电源输入：
电源接入，可接入单相220V（AC）端或三相380v电压。
●输出电压：
变频电源输出至励磁变压器输入。
4.1.3.接通电源
操作箱在上电后启动“电源开关”，液晶点亮显示。
注意：
仪器两侧开孔处的风扇在运行则表示表示仪器内部功率器件正常工作。
否则表示仪器内部过热或上次试验时没有复位。
此时应该切断电源，将仪器置于通风处静置1小时左右，待内部适当降低温度后再启动电源。
当风扇经常性的不启动时，建议立即与厂家联系。
当设备出现不可恢复性故障时，请不要自行拆卸仪器。
4.2.0.触摸屏显示器：
变频电源的控制屏幕为全触摸屏，你只需要在屏幕上要操作的位置轻轻点击，即可以进行操作。
4.2.1.开机后，液晶的显示界面如图2所示。
点击“点此开始工作”，界面进入图3
图2
图3
4.2.2.上面界面为调谐界面，选择试验模式,自动试验,半自动试验,手动试验。
同时对试验参数的设置和试验数据结果保存查询
参数设置：
在每次试验前必须正确设置当次试验是的各种参数！
点击‘参数设置’后，液晶的显示界面如图4所示。
4.2.3.试验参数设置：
在每次试验前必须正确设置当次试验的各种参数！
液晶的显示界面如图3所示，点击“参数设置”后，界面显示图4。
图4
●初始电压：
设置调谐时输出电压的初此值。
1.对Q值较低的试品如发电机、电动机、架空母线，初始值设定为30～40V；
2.对Q值较高的试品如电力电缆、变压器、GIS等，初始值设定为20V。
●初始频率：
（自动）调谐时的开始频率，下限频率最低为20Hz，上限频率最高为200Hz。
●终止频率：
（自动）调谐时的结止频率，下限频率最低为200Hz，上限频率最高为300Hz，设置"
起始频率"
不可高于"
终止频率"
。
当第一次试验时建议采用30Hz～300Hz进行扫描。
当已经知道大概频率范围时，可以选定在适当的频率段扫描，以减少试验时间。
●阶段试验电压，试验时间：
设置三段试验电压的最高值和耐压时间。
1."
阶段试验电压"
如没有分段耐压试验,只设置第一阶段试验电压“U1”和第一阶段试验时间,其它阶段试验电压及时间均设0；
2．如需要分段设置时，分别点击相应的试验电压、试验时间栏即可完成设置；
●激励变变比：
试验时选择激励变抽头电压与原边电压的比值。
例如：
4kVA/1.5kV/3kV/0.4kV激励变压器，当试验时选择激励变抽头为3kV，这时激励变比为3/4=7.5
●设备电压：
电容分压器的最高测量电压。
当分压测量电压为100KV时，就输入100；
如不是配套电容分压器时，电容分压器二次电压不能大于100V，超过100V显示电压不精确。
●频率步进：
自动调谐试验时，自动扫频时的频率步进。
频率步进可设置为5Hz以下，当设置步进值高，频率扫描的速度就相对要快，此值频率步进为第一次频率扫描，确定粗略的谐振点频率;
不是最佳谐振点，设备接着以步进1HZ的扫描速度在该频率的基础上继续扫描。
捕捉最佳试验频率点，并且锁定该频率。
●闪络保护：
击穿时的保护电压。
该值越设小，击穿保护越灵敏，有时可能误动作。
一般情况下，当设备最高电压小于150kV时，设置为3kV；
当设备最高电压小于150~300kV时，设置为5kV；
当设备最高电压小于300~500kV时，设置为8kV；
当设备最高电压小于500~800kV时，设置为12kV；
此值为理论值，可根据现场需要自行设置。
●过压保护：
设置试验电压的极限值，电压超过时自动终止试验，保护试验设备和被试品。
一般设置比试验电压高10%。
●过流保护：
设置变频电源输出电流的最高值，一般设置为100%。
短时间也可设置150%，主要是用于保护变频电源功率器件烧坏。
4.2.3.点击”试验模式”返回到调谐界面，图3
注意：
因为你是第一次使用我们的设备，建议在进行试验操作前仔细检查你的当次设置是否符合试验要求。
具体做法就是在试验前你再次点击“设置”，进入图3界面，依次检查每一项参数，确认与试验要求符合后再点击“返回”进入待试验的图2界面。
第五章通用操作说明
通用操作步骤
正确按照接线示意图及相关要求连接试验回路，在现场设置试验警示标记，正确设置各项试验参数。
1.自动试验：
进入图3界面，点击“自动试验”，电源自动调谐扫频锁定谐振频率，进入下图4界面，则自动进行升压、计时、降压。
为了更好地找到准确的谐振点，仪器在本功能下的调谐分为粗调，细调和精调三步，均为自动进行，只有完成了调谐，才自动进入到下一界面；
因为是在低电压下的调谐，所产生的高压电压不会对被试品有任何的损害，所以请耐心等待。
即使在最不利的情况下，自动调谐的时间也不会超过3分钟！
在试验过程中出现保护动作时，均有相关界面显示。
图5
图6
图7
图8
2.手动/半自动试验：
进入图3界面，点击“半自动试验”，电源自动调谐扫频锁定谐振频率，进入下图9界面。
图9
半自动试验：
点击“半自动试验”，则自动调谐，调谐完成后自动进入图9界面，点击电压“升压、降压”手动升，降压。
在显示试验电压值时，点击“试验开始”设备自动计时，降压。
手动试验：
点击频率“升频、降频”，则手动调谐，调谐完成后点击电压“升压、降压”手动升压。
5.5.3.数据查询及输出试验结果
进入图3界面，点击“数据查询”，进入图10界面试验数据保存界面，可以调阅历次试验记录，在用户要求时，可以升级为带USB接口的，插入U盘，点击“保存”即可以把当页试验记录输入到U盘保存。
图10
第六章 常见故障排除
6.1通用注意事项
1.本试验设备应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。
2.操作人员应不少于2人。
使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。
3.为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。
4.各联接线不能接错，否则可导致试验装置损坏
5.本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全。
6.2常见故障原因及排除
1.风扇不能启动：
1）急停、故障保护、失谐保护后，没有按“故障复位”；
2）内部温度过高，功率元件热保护；
排除方法：
关断仪器电源，将仪器静置30分钟左右，重新开启电源，按仪器面板上的“复位”键，再启动仪器。
如果依然不能启动风扇，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
2.自动调谐不能完成，找不到谐振点：
现象：
调谐曲线完全是一条直线，调谐完成后仪器提示没有谐振点
原因：
回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路
1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；
2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；
3）检查每一只电抗器的通断；
4）检查分压器的信号线的通断；
5）检查分压器的高低压电容臂的通断；
6）装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器的通断；
如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
3不能升压到试验电压
1）试验时一次电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，一次电压已经到达额定电压，回路自动降压；
1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；
2）试品损耗较高，系统Q值太低；
3）励磁变压器高压输出电压较低；
4）高压连接线过长或没有采用高压放晕线
1）将补偿电容器并接入试验回路，加大回路电容量；
2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；
3）提高励磁变压器的输出电压；
4）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；
5）一般在设备较高电压输出时，采用高压放晕线，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。
如果全部处理完后，依然不能解决问题，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
第七章相关资料
7.1相关省份电缆试验规程
7.2谐振装置容量选择
试验电流：
I=2πfCU×
10-3（A）
频率的选择（Hz）
1、发电机―――50Hz，取50HzZ
2、变压器―――45~65Hz，取50Hz
3、GIS、开关、母线―――30~300Hz，取45Hz
4、电力电缆：
30~300Hz，取35HZz
电压的选择（kV）
按照规程要求，确定最高试验电压。
电容量的选择（uf）
根据被试品最大电容量确定
装置最大容量：
P=UI×
1.25（kVA）
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