调频式串联谐振耐压装置技术方案(BPXZ-HT-270kVA-270kV-45kV)

BPXZ-HT-270kVA/270kV，45kV 调频式串联谐振耐压装置技术方案

技 术 方 案

BPXZ-HT-270kVA/270kV/45kV 调频式串联谐振试验装置

一、 被试品对象及试验要求

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1．220kV电力变压器中性点的交流耐压，电容量≤0.015μf，试验频率为45-65Hz，试验电压160kV。

2．26kV/35kV,300mm2电缆1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。

3．110kV线路绝缘子，开关,GIS，基本上属于无电容量试品，试验频率为30-300HZ，最高试验电压265kV。

4. 8.7kV/10kV，300mm2电缆3000m，电容量≤1.12μF，试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。

5．110kV电力变压器中性点的交流耐压，电容量≤0.015μf，试验频率为45-65Hz，试验电压95kV。

6. 64kV/110kV，300mm2电缆150m，电容量≤0.022μF，试验频率为30-300Hz,试验电压128kV。

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、 装置主要技术参数及功能

1. 额定容量：270kVA；

2. 输入电源：单相380V电压，频率为50Hz； 3. 额定电压：45kV；90kV；180kV；270kV 4. 额定电流：6A； 3A；1.5A； 1.0A； 5. 工作频率：30-300Hz；

6. 波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%；

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7. 工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟； 8. 温 升：额定负载下连续运行60min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、 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

26kV/35KV,300mm2电缆1000m，电容量≤0.19μF，试验频率为30-300Hz,试验电压52kV。频率取43Hz，

试验电流I=2πfCU试 =2π×43×0.19×10-6×52×103=2.7A

对应电抗器电感量 L=1/ω2C=72H

设计六节电抗器，使用电抗器二节串联三组并联，则电抗器单节为45kVA/45kV/1A/108H，通过单独或组合使用能输出90kV，180kV，和270kV，系统总容量为270kVA。

验证：1.220kV变压器中性点的交流耐压试验，电容量≤0.015μf，试验频

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率为45-65Hz，试验电压160kV，此时试验参数为： 使用电抗器四节串联，此时电感量=108*4=432H

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√432×0.015×10-6)=62.5Hz。 I=2πfCU试 =2π×62.5×0.015×10-6×160×103=0.9A

2. 对110kV线路绝缘子，开关等电气设备的交流耐压，试验基准频率为145HZ，试验电压为265kV：此时试验参数为： 使用电抗器六节串联，此时电感量=108*6=648H

f=1/2π√LC=1/ (2×3.14×√648×0.002×10-6)=140Hz。 I=2πfCU试 =2π×140×0.002×10-6×265×103=0.47A

3．8.7kV/10kV,300mm2电缆3000m，电容量≤1.12μF，试验频率为30-300Hz,试验电压22kV，此时试验参数为： 使用电抗器六节并联，此时电感量=108/6=18H

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√18×1.12×10-6)=35Hz。 I=2πfCU试 =2π×35×1.12×10-6×22×103=5.4A

4．110kV电力变压器中性点的交流耐压，电容量≤0.015μf，试验频率为45-65Hz，试验电压95kV；此时试验参数为： 使用电抗器四节串联，此时电感量=108*4=432H

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√432×0.015×10-6)=62.5Hz。 I=2πfCU试 =2π×62.5×0.015×10-6×95×103=0.6A

5．64kV/110kV，300mm2电缆150m，电容量≤0.022μF，试验频率为

30-300Hz,试验电压128kV；此时试验参数为：

使用电抗器三节串联二组并联，此时电感量=108*3/2=162H

f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√162×0.022×10-6)=84Hz。

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I=2πfCU试 =2π×84×0.022×10-6×128×103=1.48A

结论：装置容量定为270kVA/180kV，45kV，270kV;分六节电抗器，电抗器单

节为45kVA/45kV/1A/108H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 设备组合 被试品对象 110kV变压器中性点的耐压 220kV变压器中性点的耐压 110kV变电站的电气设备 26kV/35kV300mm2 电缆1000m 8.7kV/10kV300mm2 电缆3000m 64kV/110kV300mm2 电缆150m 六、系统配置及其参数

1. 激励变压器JLB-20kVA/20kV/10kV/6kV/3kV/1kV/0.4kV 1台 a) 额定容量：20kVA； b) 输入电压：380V，单相；

c) 输出电压：20kV；10kV；6kV；3kV；1kV d) 结 构：干式； e) 重 量：约125 kg；

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电抗器 45kVA/45kV六节 使用电抗器四串 使用电抗器四串 使用电抗器六串 使用电抗器二串三并 使用电抗器六并 使用电抗器三串二并 激励变压器输出端选择 6kV 10kV 20kV 3kV 1kV 6kV

2. 变频电源BPXZ-HT-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：53A 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60min

m) 额定容量下连续运行60min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。

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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35kg；

3. 高压电抗器 DK-45kVA/45kV 6节 a) 额定容量：45kVA; b) 额定电压：45kV；

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c) 额定电流：1A； d) 电 感 量：108H/单节； e) 品质因素：Q≥50 (f=45Hz)； f) 结 构：干式； g) 重 量：约55kg；

4. 电容分压器FRC-300 kV -700 pF 1套 a) 额定电压： 300kV b) 高压电容量：700pF 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20kg 八、供货清单一览表

（一）配置设备一览表

序号 1 2 3 4 5 设备名称 激励变压器 变频电源 高压电抗器 电容分压器 试验连接线 型 号 及 规 格 JLB-20kVA/20/10/6/3/1kV/0.4kV BPXZ-HT-20kW/380V DK-45kVA/45kV FRC-300kV/700pF

（二）设备附件及相关资料一览表

序号 资 料 名 称 1 出厂试验报告 - 8 –

单位 台 台 台 套 套 数量 1 1 6 1 1 备注 单位 份 数量 1 备 注 2 3

成套装置使用说明书 产品合格证和用户意见卡 份 套 1 1 - 9 –

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