ZSCX系列变频串联谐振成套装置.doc

武汉中试高测电气有限公司ZSCX系列变频串联谐振成套装置说明书目录一、应用范围2二、主要性能指标及特点22.1 主要技术指标22.2 主要特点2三、工作原理及系统配置33.1 工作原理33.2 系统配置33.3 决定系统配置的因素4四、型号说明44.1 系统型号说明44.2 变频控制器型号说明44.3 励磁变压器型号说明54.4 试验电抗器型号说明54.5 分压器型号说明5五、试验及试验接线55.1 交联聚乙烯电缆的交流耐压试验65.2 GIS 的交流耐压试验75.3 大型变压器的交流耐压试验75.4 大型发电机组的交流耐压试验85.5 其它试品的交流耐压试验9六、试验操作步骤及注意事项96.1 试验操作步骤96.2 注意事项10七、常见故障及分析11八、维护128.1 日常维护128.2 运输12九、随机文件12十、附录：交联聚乙烯电缆相关技术参数121 / 17一、应用范围变频串联谐振成套试验装置是运用串联谐振的原理， 利用励磁变压器激发串联谐振 回路，通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器电感 L和试品电容C发生串联谐振，谐振电压即为试品上所加电压变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石 油、化工等行业，适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防性试验。

适用于10KV 35KV 110KV 220KV 500KV交联聚乙烯电力电缆交流耐压试验 适用于66KV 110KV 220KV 500KV GIS交流耐压试验适用于大型发电机组 电力变压器工频耐压 适用于电力变压器的感应耐压试验主要性能指标及特点2． 1 主要技术指标(1) 工作温度范围：-10~45 C(2) 工作湿度范围：w 90%(3) 海拔：w 1000m(4) 供电电源电压：380V± 10% 三相或220V± 10% 单相(10KW及以下)50/60Hz5) 供电电源容量6) 额定输出电压7) 额定输出容量8) 工作频率范围0-300KW0-1000KV0-35MVA30-350HZ (亦可根据用户要求放宽频率范围)(9)频率调节分辨率：0.02Hz; 不稳定度w 0.05%(10)噪音：w 60dB11 )系统测量精度： 1 级(12) 输出波形：正弦波，波形畸变率w 1%(13) 电抗器Q值：30-12014)系统具有 IGBT 过电压 过电流 试品闪络等全自动保护2． 2 主要特点2． 2．1 体积小 重量轻，适合于现场使用变频控制器集调压 调频 控制及保护功能为一体，省去了笨重的调压器，而且操 作方便 读数直观。

由于系统 Q 值较高( 30-120)，有效地解决了由于电源容量的不足 对现场试验的制约当电压等级较高时，电抗器采用多级或叠积式结构，便于运用输及 现场安装2． 2．2 安装可靠性高变频装置采用先进的设计思想、高品质的IGBT及驱动回路使输出波形失真度小，频 率输出稳定性好，具有良好的 IGBT 过电流 过电压(保护值可根据需要人为整定)以 及放电保护功能，可保护设备及人身的安全;当试品放电或击穿时，由于谐振条件被破 坏，短路电流小，只有试品试验电流的 1/Q,避免了因击穿对试品造成的损坏 2．2．3 试验的等效性好采用接近工频（30HZ-350HZ的交流电压作为试验电源，无论是在等效性和一致性 上都与50HZ/60HZ的工频电源非常接近，保证了试验结果的可靠性和真实性三、工作原理及系统配置3. 1工作原理电缆耐压试验接线图©变频电源④分圧器@激励变 ©补偿电容③电抗器 ⑥试品电缆高压电抗器③可并、可串接使用，以保证回路在适当的频率下谐振通过变频控制 器①提供电源，试验电压由励磁变压器②经过初步升压后，使高电压加在高压电抗器③ 和试品⑥上，通过改变变频控器的输出频率，使回路处于串联谐振状态；调节变频电源 的输出电压幅度值，使试品上的高压达到合适的电压值。

回路的谐振频率取决于与被试 品串联的电抗器的电感L和试品的电容Cx,谐振频率f=1/ （2n VLCx ）3. 2系统配置3. 2. 1变频控制器变频控制器从结构上分为两大类：50kW及以上为控制台式，50kW以下为便携箱式； 它是由控制器和滤波器组成在系统中变频控制器的主要作用是把幅值和频率固定的工 频380V或220V的正弦交流电转变成为幅值和频率可调的正弦波， 并为整套设备提供电源变频控制器具有IGBT保护、过流保护、过压保护、放电保护、进线保护等可靠的保 护功能，保证试验人员和试品的安全IGBT保护：当IGBT电流过大或过热时，CPU各停止工作，直到系统恢复正常过压保护：是指当试验电压超过人为整定的保护电压（保护电压可根据不同试验电 压需要任意设定）时，控制器自动跳闸， CPU亭止工作，并提示系统发生过压保护过流保护：是当CPU检测到母线工作电流超过IGBT工作电流或IGBT温度过高时， CPU会发生过流保护信号，装置停止工作，并通过液晶屏提示系统发生过流保护放电保护：当试器击穿、短路或试品放电时， CPU亭止工作，并切断主回路进线保护、低通滤波器：不仅可以在稳态下使放电或击穿电流小，而且使暂态（瞬 时）电流的破坏减小，从而保证设备和人身的安全。

测量部分：试验人员可直接从变频控制器控制面板上读取输入电压、电流、当前工 作频率、变频控制器输出电压、电流及试品上所加谐振电压和电流信号技术参数额定输入：380V、三相或220V、单相50Hz/60Hz额定输出：0〜400V或0〜220V频率分辨率：0.02Hz输出波形：正弦波输出频率：20-350Hz额定容量：5KW 10KW 20KW 50KW 100KW 200KW 300KW （其中 5KW 10KV，15KW 可采用单相电源供电）3. 2. 2励磁变压器励磁变压器的作用是将变频电源的输出电压升到合适的试验电压，满足电抗器、负 载在一不定期品质因数下试验电压的要求 （励磁变压器的容量一般与变频控制器相同） 为了满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求，励磁变压器高压绕组一般有多个抽 头3. 2. 3高压电抗器 高压电抗器L是谐振回路的重要部件，当电源频率等于 1/ （2nVLCX ）时，它与被试品Cx发生串联谐振；电抗器的性能直接影响到系统 Q值的大小3. 2. 4高压分压器高压分压器是高电压测试器件，它由高压臂 C1和低压臂C2组成，测量信号从低压臂C2上引出，作为高压电测量和保护信号。

3. 3决定系统配置参数的因素 系统谐振电压等级和容量取决于试品的电容量 C,试验电压U试验频率f1） 对于交联聚乙烯电缆决定系统配置的主要是：电缆的电压等级、电缆的截面积、试 验电缆的长度及电缆要求的谐振频率范围2） 对于GIS决定系统配置的因素为：GIS的电压等级、GIS的间隔数和每个间隔的电容 量C, GIS允许的试验频率范围3） 对于变压器、发电机等设备，系统的配置取决于试品的容量试验电压、试品的等效 电容量C、要求的谐振频率和试品的空载损耗的大小四、型号说明4. 1系统型号说明ZSCX额定电压（KV） 额定容量（KVA串联谐振4. 2变频控制器型号说明XZ- 设计序号 谐振4. 3励磁变压器型号说明ZSL4. 4试验电抗器型号说明XZ D K ——额定电压（ 额定容量（ 试验变压器 中间励磁KVKVA额定电压（ 额定容量（ 无局放 电抗器 谐振KVKVar)4. 5分压器型号说明kV) pF)五、试验接线及面板布局5. 1本套试验装置测量各种被试品的接线示意图电缆耐压试验接线图200戏测屋哺人©娈頻电源⑥分压器 ©栽励变 ⑥补偿电窖总电抗器 层试品电缆变压器耐压试验接线图(D @ ③ ④⑤ <&>① 变师电潺 ④分压器② 啓励变 直沖卜偿电春③ 电抗器 ⑤试品变压器发电机耐压试验接线图 、忙 最邕辐入 丄旨SR © ⑥6（D娈师电漓 ④分压器② 潍励吏 ⑤补偿电容③ 电抗器 @ GIS5. 2交联聚乙烯电缆《XLPE>的交流耐压试验交联聚乙烯电缆《XLP禺属于固体绝缘电缆，是经过特殊的物理、化学方法交联而 成，具有良好的电气及物理性能，在世界范围内得到了广泛的应用。

我国自七十年代以 来，交联聚乙烯电缆也得到了迅速的发展，并逐步取代了常规中低压油纸绝缘电缆，而 且110KV 220KV等高压电缆也在逐步推广交联聚乙烯电缆它最大的特点就是容量大，若是采用工频或接近工频的交流电压试 验作为挤包绝缘电缆线路竣工试验存在的最大困难是长线路需要很大容量的试验设备： 例如630平方毫米220KVXLP电缆线路，电容量为0.188uF/Km,若电缆长3Km则每相 电缆试验需要50Hz试验设备的容量至少为2.9MVA（试验电压178KV试验电流30A），因 此，采用传统的试验变压器的试验方法已经远远不能满足现场系统试验容量的要求，变 频谐振试验装置利用变频谐振的原理，使电源容量减少为试品容量的 1/Q,设备的重量大大降低，使得高电压、长距离电缆的现场试验成为可能；同时利用试验频率允许在一 定范围内（30-300HZ）可调和试验电抗器固定可调（单一电抗器电感是不可调的，但通 过串并联，总电感可调）的原理，使得系统的柔性大大增加电缆试验的接线图如下:电缆耐压试验接线图測昼柚人©娈頻电源⑥分压器 ©嶽励变 ⑥补偿电窖总电抗器 ⑨试品电缆橡胶电缆的变频交流耐压试验接线示意图5. 3 GIS （气体绝缘金属封闭组合电器）的交流耐压试验GIS是一种把断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、测量仪表 组合在一起，并以SF6气体绝缘的组合电器，一般由 1-7个间隔组成，电容量一般在10000P F 以下。

根据IEC517 （补充）的标准，GIS试验电压的频率范围应在 10-300HZ,与国标GB7674-1997等效我国“城网气体绝缘变电站若干技术问题的暂行规定”对 GIS的现场工频耐压值作了规定，取不超过出厂试验电压的 90% IEC517标准建议的试验电压为出厂试验电压的 80%并要求试验频率限制在10-300HZ范围之内GIS的交流耐压试验接线图如下：GIS耐压试验接线图© © ③ ④⑤ ⑥