176kVA/44kV变频串联谐振试验装置技术方案

一、 被试品对象及试验要求

　　1、10kV/185mm2电缆4km的交流耐压试验，电容量≤1.25uF，试验频率45-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。

　　2、满足1000MW发电机组的交流耐压试验 ，电容量≤0.3uF，试验频率45-65Hz，试验电压44kV，试验时间1min。

　　二、 工作环境

　　1. 环境温度：-100C –50 0C;

　　2. 相对湿度：≤90%RH;

　　3. 海拔高度: ≤1000米;

　　三、 装置主要技术参数及功能

　　1. 额定容量：176kVA;

　　2. 输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz;

　　3. 额定电压：22kV;44kV

　　4. 额定电流：8A;4A

　　5. 工作频率：30-300Hz;

　　6. 装置输出波形：正弦波

　　7. 波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%;

　　8. 工作时间：额定负载下允许连续5min;过压1.1倍1分钟;

　　9. 温 升：额定负载下连续运行5min后温升≤65K;

　　10. 品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz);

　　11. 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);

　　12. 测量精度：系统有效值1.5级;

　　四、 设备遵循标准

　　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

　　设计四节电抗器，则单节电抗器为44kVA/22kV/2A/40H，装置总容量176kVA。

　　验证：1、10kV/185mm2电缆4km的交流耐压试验，电容量≤1.25uF，试验频率45-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。

　　使用电抗器四节并联，则L=40/4=10H ，则：

　　试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√10×1.25×10-6)=45Hz

　　试验电流：I=2πfCU试 =2π×45×1.25×10-6×22×103=7.78A

　　2、满足1000MW发电机组的交流耐压试验 ，电容量≤0.3uF，试验频率45-65Hz，试验电压44kV，试验时间1min。

　　使用电抗器两节串联(系数1.05)两组并联，则L=40×2×1.05/2=42H ，则：

　　试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√42×0.3×10-6)=45Hz

　　试验电流：I=2πfCU试 =2π×45×0.3×10-6×44×103=3.73A

　　装置容量定为176kVA/44kV，分四节电抗器，电抗器单节为44kVA/22kV/2A/40H，使用电抗器串并联能满足上述被试品的试验要求。

试验时设备使用关系列表

　　六、系统配置及其参数

　　1. 激励变压器18kVA/2.25/4.5kV/0.4kV 1台

　　a) 额定容量：18kVA;

　　b) 输入电压：0-400V，单相;

　　c) 输出电压： 2.25/4.5kV

　　d) 结 构：干式;

　　e) 重 量：约75kg;

　　2. 变频电源18kW/220/380V 1台

　　a) 额定输出容量：18kW

　　b) 工作电源： 220/380±10%V(单/三相)，工频

　　c) 输出电压：0 –400V，单相，

　　d) 额定输入电流：45A

　　e) 额定输出电流：45A

　　f) 电压分辨率： 0.01kV

　　g) 电压测量精度：0.5%

　　h) 频率调节范围：30 – 300Hz

　　i) 频率调节分辨率：≤0.1Hz

　　j) 频率稳定度： 0.1%

　　k) 运 行 时 间：额定容量下连续5min

　　l) 额定容量下连续运行5min元器件最高温度≤65K;

　　m) 噪 声 水 平：≤50dB

　　n) 可实现以下功能

　　1)变频电源的放置为纵向和横向，特别适合现场操作及观察;

　　2)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;

　　3)参数显示：触摸或外接鼠标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、操作模式切换、电容，电感，频率互换计算、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;

　　4)参数设置：大屏幕触摸液晶彩屏和外接鼠标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、电容电感频率互换计算、参数设置提示以及帮助等参数进行设置或选择;

　　5)试验模式：触摸屏和外接鼠标操作，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)、分段加压和计时、运行状态、模式切换、故障提示、电容电感频率互换计算功能等;

　　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;

　　7) 数据存储功能：试验结果保存(手动保存)、打印、上传、回查等

　　① 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;

　　② 数据查询：可将已保存的试验结果数据显示到屏幕上，同时具有USB接口，可将数据输出打印或利用设备所携带打印机打印;(打印机属客户自选，若客户有此需求，须在合同中予以特别写明)

　　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1.0%;

　　9)调频范围及频率分辨率均可设定：调频范围可设为30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、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、0.5Hz、或1.0Hz，在调谐效率与调谐精准度之间取得优化平衡;

　　10)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;

　　P)重 量：约25kg;

　　3. 高压电抗器44kVA/22kV 4节

　　a) 额定容量：44kVA;

　　b) 额定电压：22kV;

　　c) 额定电流：2A;

　　d) 电 感 量：40H/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50kV/5000pF 1套

　　a) 额定电压：50kV;

　　b) 高压电容量：5000pF

　　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;

　　七、清单一览表

　　(一)配置一览表

　　(二)相关资料一览表