MCBP变频串联谐振耐压试验成套装置

　　一、应用范围

　　MCBP变频串联谐振耐压试验成套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'>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

　　二、MCBP变频串联谐振耐压试验成套装置的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℃

　　(2)工作湿度范围：≤90%

　　(3)海拔：≤1000m

　　(4)供电电源电压：380V±10%、三相或220V±10%、单相(10KW及以下)

　　50/60Hz

　　(5)供电电源容量：0-300KW

　　(6)额定输出电压：0-1000KV

　　(7)额定输出容量：0-35MVA

　　(8)工作频率范围：30-300Hz(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≤0.05%

　　(10)噪音：≤60dB

　　(11)系统测量精度：1级

　　(12)输出波形：正弦波，波形畸变率≤1%

　　(13)电抗器Q值：30-120

　　(14)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-300HZ)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/60HA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、MCBP变频串联谐振耐压试验成套装置的工作原理及系统配置

　　3.1工作原理

　　VF T1 L1 L2

　　输入：380V， C1 Cx

　　三相或220V、

　　单相(10KW C2

　　及以下)

　　峰值测量

　　一、变频串联谐振试验成套装置原理简图

　　VF：变频控制器 T1：励磁变压器

　　L1、L2：高压电抗器 C1、C2：高压分压器高、低压臂

　　Cx：试品

　　高压电抗器L1、L2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VF提供电源，试验电压由励磁变压器T1经过初步升压后，使高电压加在高压电抗器L和试品Cx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/(2π√LCx )。

　　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：20kW及以上为控制台式，20kW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将停止工作，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停止工作，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停止工作，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信号。

　　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：20-400Hz

　　额定容量：5KW、10KW、20KW、50KW、100KW、200KW、300KW、(其中5KW、10KW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/(2π√LCx )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f。

　　1)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。