180kVA/40kV变频串联谐振试验装置

发布日期：2021-08-04　点击：24897次

湖北四方国瑞电力控股有限公司为大家讲述一下：180kVA/40kV变频串联谐振试验装置

一、 串联谐振试验对象及试验要求

1. 200MW/15.75kV火力发电机，试验频率45～65Hz， 电容量≤0.25μF，最高试验电压不超过35kV。

2.10kV/300mm2电缆，长度500米，电容量≤0.185μF，试验频率30～300Hz，试验电压22kV。

工作环境

1. 环境温度：－150C –45 0C；

2. 相对湿度：≤90%RH；

3. 海拔高度：≤1500米；

二、 串联谐振参数

1. 额定容量：180kVA；

2. 输入电源：单相380V电压，频率为50Hz；

3. 额定电压：40kV；20kV

4. 额定电流：4.5A；9A

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：满足被试品试验要求过压1.1倍1分钟；

8. 温 升：满足被试品试验要求后温升≤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；

三、 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》

四、装置容量确定

200MW/15.75kV火力发电机，试验频率45～65Hz, 电容量≤0.25μF，最高试验电压不超过35kV。

频率取50Hz

试验电流 I=2πfCU试 =2π×50×0.25×10-6×35×103=2.8A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=40H,

设计二节电抗器，使用电抗器二节串联

单节电抗器为90kVA/20kV/4.5A/20H

验证：10kV/300mm2电缆，长度500米，电容量≤0.185μF，试验频率30～300Hz，试验电压22kV。

使用电抗器二节串联，此时电感量=20*2=40H

试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√40×0.185×10-6)=58.5Hz。

试验电流 I=2πfCU试 =2π×58.5×0.185×10-6×22×103=1.5A

结论：串联谐振装置容量定为180kVA/40kV，分二节电抗器，电抗器单节为90kVA/20kV/4.5A/20H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

五、串联谐振参数

1. 激励变压器JLB-18kVA/1.5kV/4kV0.4kV 1台

a) 额定容量：18kVA；

b) 输入电压：380V，单相；

c) 输出电压：1.5kV；4kV；

d) 输出电流：12A；4.5A；

e) 结 构：干式；

f) 重 量：约90 kg；

2. 变频电源SFXZ-GP -F -18kW/380V 1台

a) 额定输出容量：18kW

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：47A

e) 额定输出电流：47A

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：满足被试品试验要求

m) 满足被试品试验要求元器件最高温度≤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30kg；

3. 高压电抗器DK-90kVA/20kV 2节

a) 额定容量：90kVA;

b) 额定电压：20kV；

c) 额定电流：4.5A；

d) 电 感 量：20H/单节；两节串联40H

e) 品质因素：Q≥30 (f=45Hz)；

f) 结 构：干式；

g) 重 量：约42kg；

4. 电容分压器FRC-50 kV -2000pF 1套

a) 额定电压： 50kV；

b) 高压电容量：2000pF

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10kg；