工頻調(diào)感式發(fā)電機(jī)交流耐壓裝置

武漢市華天電力自動(dòng)化有限責(zé)任公司PAGEPAGE1武漢市華天電力自動(dòng)化有限責(zé)任公司工頻調(diào)感式發(fā)電機(jī)交流耐壓裝置第一章發(fā)電機(jī)交流耐壓裝置概述1.1產(chǎn)品概述：目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)已有越來(lái)越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來(lái)國(guó)際、國(guó)內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對(duì)XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲(chǔ)積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場(chǎng)強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過(guò)了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿，也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過(guò)電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對(duì)交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來(lái)越受到人們的重視。同時(shí)，各種大型變壓器的交流耐壓試驗(yàn)，火力及水力發(fā)電機(jī)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)也定期進(jìn)行。這些設(shè)備的試驗(yàn)要求的試驗(yàn)設(shè)備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進(jìn)行試驗(yàn)，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進(jìn)行。等效工頻條件一般采用45-65Hz的頻率范圍，但很多試驗(yàn)單位要求50Hz試驗(yàn)電源對(duì)這類(lèi)設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。我公司系列串聯(lián)變頻自動(dòng)發(fā)電機(jī)交流耐壓裝置主要用于10kV、35kV、110kV的交聯(lián)橡塑電力電纜，66kV、110kV、220kV組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗(yàn)，水力和火力發(fā)電機(jī)或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗(yàn)。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)（30--300Hz）GPXZ-L工頻調(diào)感式發(fā)電機(jī)交流耐壓設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場(chǎng)不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動(dòng)化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù)、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點(diǎn)。1.2串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)：1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個(gè)系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗(yàn)裝置的1/5-1/10。3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流，擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂(yōu)患。5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過(guò)程很長(zhǎng)，很容易在再次達(dá)到閃落電壓前斷開(kāi)電源，這種電壓的恢復(fù)過(guò)程是一種能量積累的間歇振蕩過(guò)程，其過(guò)程長(zhǎng)，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。1.3產(chǎn)品主要特點(diǎn)說(shuō)明：1.調(diào)頻及功率元件使用最先進(jìn)的日本進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)元器件；2.充分利用公司現(xiàn)有資源，完全獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)及生產(chǎn)該設(shè)備的所有組成部分：變頻電源、勵(lì)磁變壓器、高壓電抗器、電容補(bǔ)償器和高精度電容分壓器；3.具備全自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓）、全手動(dòng)（手動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓）以及半自動(dòng)（自動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓及手動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓）的多種功能，可任意切換使用；4.具備試驗(yàn)電壓、加壓時(shí)間、報(bào)警電流整定、報(bào)警電壓整定、頻率范圍、起始電壓的設(shè)置；5.具備放電保護(hù)功能，在試品發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，或其他原因造成的諧振回路突然失諧，變頻控制電源立即自動(dòng)快速切斷輸出，并顯示保護(hù)類(lèi)型和閃落電壓值；6.測(cè)量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時(shí)間、保護(hù)動(dòng)作類(lèi)型等相關(guān)信息，在試驗(yàn)完成時(shí)電壓自動(dòng)下降到零位；時(shí)間：設(shè)置試驗(yàn)時(shí)間；所示4.2.2.試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：在每次試驗(yàn)前必須正確設(shè)置當(dāng)次試驗(yàn)是的各種參數(shù)！點(diǎn)擊“設(shè)置”后，液晶的顯示界面如圖3。試驗(yàn)頻率：選擇自動(dòng)調(diào)諧時(shí)的頻率區(qū)間，自動(dòng)調(diào)諧時(shí)在此區(qū)間內(nèi)掃頻。1.下限頻率最高為100HZ，上限頻率最低為150HZ。2.當(dāng)?shù)谝淮卧囼?yàn)時(shí)建議采用30HZ～300HZ進(jìn)行掃描。3.當(dāng)已經(jīng)知道大概頻率范圍時(shí)，可以選定在適當(dāng)?shù)念l率段掃描，以減少試驗(yàn)時(shí)間。輸出電壓：設(shè)置調(diào)諧時(shí)輸出電壓的初此值。對(duì)Q值較低的試品如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)，初此值設(shè)定為30～40V；對(duì)Q值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS等，初此值設(shè)定為10～15V。試驗(yàn)電壓：設(shè)置試驗(yàn)電壓的最高值。我們的電壓跟蹤系統(tǒng)具備自動(dòng)校核較大電壓波動(dòng)的功能，但電網(wǎng)電壓的波動(dòng)幅度較小，由此而引起的高壓電壓的波動(dòng)也在儀器的捕捉范圍內(nèi)，因此，我們強(qiáng)烈建議你在設(shè)置試驗(yàn)電壓時(shí)，將“試驗(yàn)電壓”的數(shù)值設(shè)定為比要施加的試驗(yàn)電壓低5％Ue。報(bào)警電壓：設(shè)置試驗(yàn)電壓的極限值，電壓超過(guò)時(shí)自動(dòng)終止試驗(yàn)。一般比試驗(yàn)電壓高10%。報(bào)警電流：設(shè)置輸出電流的最高值。在不知道實(shí)際試驗(yàn)電流的情況下，一般將其設(shè)置成裝置額定電流的2/3。運(yùn)行時(shí)間：設(shè)置試驗(yàn)電壓的加壓時(shí)間。00:01指試驗(yàn)時(shí)間為1分鐘，其余的依此類(lèi)推。電壓比：用于設(shè)置分壓器的分壓比。一般在出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)設(shè)置完畢，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)不能調(diào)整，以免計(jì)量的電壓不對(duì)。之所以在界面上保存此項(xiàng)，是用于在一定的時(shí)候效驗(yàn)分壓器。確認(rèn)：移動(dòng)需要設(shè)置的位置。當(dāng)設(shè)置完某一參數(shù)后，點(diǎn)擊“設(shè)置”自動(dòng)保存該參數(shù)并進(jìn)入下以設(shè)置項(xiàng)。1～0：數(shù)字鍵：選擇需要設(shè)置的數(shù)值。020.00位置：按數(shù)字時(shí)顯示需要值。退格：改變?cè)O(shè)置位數(shù)。返回：設(shè)置完成后返回到圖2界面。點(diǎn)擊“返回”后，保存所有設(shè)置了的參數(shù)，進(jìn)入到試驗(yàn)界面。注意：因?yàn)槟闶堑谝淮问褂梦覀兊脑O(shè)備，建議在進(jìn)行試驗(yàn)操作前仔細(xì)檢查你的當(dāng)次設(shè)置是否符合試驗(yàn)要求。具體做法就是在試驗(yàn)前你再次點(diǎn)擊“設(shè)置”，進(jìn)入圖3界面，依次檢查每一項(xiàng)參數(shù)，確認(rèn)與試驗(yàn)要求符合后再點(diǎn)擊“返回”進(jìn)入待試驗(yàn)的圖2界面。4.3勵(lì)磁變壓器：1.A1、A2等高壓端的電壓值是根據(jù)用戶(hù)試品對(duì)象特殊設(shè)計(jì)的，不能接錯(cuò)。2.一般在對(duì)試驗(yàn)電壓低、電流大的試品試驗(yàn)時(shí)接較低電壓端，反之接較高電壓端。3.用于發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)耐壓的諧振裝置的勵(lì)磁變壓器的輸出電壓較高，在使用時(shí)請(qǐng)盡可能將連接線(xiàn)與其他物體隔離。4.勵(lì)磁變壓器的接地端是保證隔離效果和安全的重要端口，必須可靠接地。4.4.電容器分壓器：1.我們提供的電容器分壓器是保證在不帶任何試品的情況下，可以自升壓的必備件，主要用于檢查裝置和效驗(yàn)分壓器。2.電容分壓器的額定電容量通常與所有電抗器串聯(lián)時(shí)的電抗值匹配，所以在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，對(duì)裝置自升壓時(shí)請(qǐng)將所有電抗器串聯(lián)連接。第三章操作說(shuō)明4.1電纜試驗(yàn)操作：4.1.1現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)示意圖：4.1.2勵(lì)磁變壓器接線(xiàn)注意事項(xiàng)：1.用于10KV電纜的耐壓裝置，勵(lì)磁變壓器一般接低端；2.用于10KV和35KV電纜的耐壓裝置，10KV電纜耐壓勵(lì)磁變壓器接低端，35KV電纜耐壓勵(lì)磁變壓器接較高端；3.用于10KV、35KV和110KV電纜的耐壓裝置：10KV、35KV電纜耐壓勵(lì)磁變壓器接低端，110KV電纜耐壓勵(lì)磁變壓器接高端；4.1.3電抗器及電容器分壓器接線(xiàn)注意事項(xiàng)：對(duì)于短電纜，無(wú)論電壓高低，一般將至少兩節(jié)電抗器串聯(lián)，以確?；芈房梢灾C振。4.2.電機(jī)耐壓試驗(yàn)操作:4.2.1現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)示意圖:4.2.2勵(lì)磁變壓器接線(xiàn)注意事項(xiàng):1.用于電機(jī)的耐壓裝置，勵(lì)磁變壓器一般接低端；2.用于電機(jī)和電纜的耐壓裝置，電纜耐壓勵(lì)磁變壓器接低端，電機(jī)耐壓勵(lì)磁變壓器接高端；3.通常情況下，用于電機(jī)耐壓的諧振裝置兼容較低電壓的電纜。4.2GIS、開(kāi)關(guān)及變壓器試驗(yàn)操作：4.2.1現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)示意圖：4.2.2勵(lì)磁變壓器接線(xiàn)注意事項(xiàng):1.用于開(kāi)關(guān)、GIS、變壓器的耐壓裝置，勵(lì)磁變壓器的輸出電壓一般較高；2.用于開(kāi)關(guān)、GIS的耐壓裝置，勵(lì)磁變壓器接高端，變壓器耐壓勵(lì)磁變壓器接低端；3.通常情況下，改種型號(hào)的諧振裝置兼容較較短長(zhǎng)度的電纜，勵(lì)磁變壓器接低端。4.2.3電抗器接線(xiàn)注意事項(xiàng):1.用于開(kāi)關(guān)及較低電容量的試品交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，需要將所有電抗器串聯(lián)在高壓回路中，可以確保諧振。2.用于開(kāi)關(guān)、GIS、變壓器的耐壓時(shí)，需要將電抗器串聯(lián)連接，電抗器串聯(lián)只數(shù)按照實(shí)際的試驗(yàn)電壓確定。4.3通用操作步驟:正確按照接線(xiàn)示意圖及相關(guān)要求連接試驗(yàn)回路，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置試驗(yàn)警示標(biāo)記，正確設(shè)置各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)。1.自動(dòng)試驗(yàn):進(jìn)入圖2界面，點(diǎn)擊“自動(dòng)”，進(jìn)入下圖4界面，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，“確認(rèn)”，則自動(dòng)進(jìn)行調(diào)諧、升壓、計(jì)時(shí)、降壓。圖5界面依次如下：調(diào)諧升壓：計(jì)時(shí)：降壓：試驗(yàn)完成：在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，均有相關(guān)界面顯示。2.手動(dòng)/半自動(dòng)試驗(yàn)：進(jìn)入圖2界面，點(diǎn)擊“手動(dòng)”，進(jìn)入下圖4界面，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，“確認(rèn)”，，則可以進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)調(diào)頻、手動(dòng)升降壓。圖6半自動(dòng)試驗(yàn)：點(diǎn)擊“調(diào)諧”，則自動(dòng)調(diào)諧，調(diào)諧完成后點(diǎn)擊電壓“加、減”手動(dòng)升壓。手動(dòng)試驗(yàn)：點(diǎn)擊頻率“加、減”，則手動(dòng)調(diào)諧，調(diào)諧完成后點(diǎn)擊電壓“加、減”手動(dòng)升壓。4.4.資料查詢(xún)及輸出試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)入圖2界面，點(diǎn)擊“資料”，進(jìn)入資料界面，點(diǎn)擊“上頁(yè)”，“下頁(yè)”，可以調(diào)閱歷次試驗(yàn)記錄，在用戶(hù)要求時(shí)，可以升級(jí)為帶USB接口的，插入U(xiǎn)盤(pán)，點(diǎn)擊“保存”即可以把當(dāng)頁(yè)試驗(yàn)記錄輸入到U盤(pán)保存。第四章注意事項(xiàng)5.1通用注意事項(xiàng)：1.本試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)由高壓試驗(yàn)專(zhuān)業(yè)人員使用，使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū)，并經(jīng)反復(fù)操作訓(xùn)練。2.操作人員應(yīng)不少于2人。使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守本單位有關(guān)高壓試驗(yàn)的安全作業(yè)規(guī)程。3.為了保證試驗(yàn)的安全正確，除必須熟悉本產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)外，還必須嚴(yán)格按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)操作。4.各聯(lián)接線(xiàn)不能接錯(cuò)，否則可導(dǎo)致試驗(yàn)裝置損壞5.本裝置使用時(shí)，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全。5.2常見(jiàn)故障原因及排除：1.風(fēng)扇不能啟動(dòng)：急停、故障保護(hù)、失諧保護(hù)后，沒(méi)有按“故障復(fù)位”；內(nèi)部溫度過(guò)高，功率元件熱保護(hù)；排除方法：關(guān)斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開(kāi)啟電源，按儀器面板上的“復(fù)位”鍵，再啟動(dòng)儀器。如果依然不能啟動(dòng)風(fēng)扇，請(qǐng)和廠(chǎng)家聯(lián)系，不可拆卸儀器！2.自動(dòng)調(diào)諧不能完成，找不到諧振點(diǎn)：現(xiàn)象：調(diào)諧曲線(xiàn)完全是一條直線(xiàn)，調(diào)諧完成后儀器提示沒(méi)有諧振點(diǎn)原因：回路接地不好，試驗(yàn)回路接線(xiàn)錯(cuò)誤，裝置某一儀器開(kāi)路排除方法：檢查接地裝置可靠，接地連接線(xiàn)是否有斷開(kāi)點(diǎn)；檢查勵(lì)磁變壓器的高低壓線(xiàn)圈的通斷；檢查每一只電抗器的通斷；檢查分壓器的信號(hào)線(xiàn)的通斷；檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；裝置自身升壓時(shí)沒(méi)有諧振點(diǎn)，還需要檢查補(bǔ)償電容器的通斷；如果所有部件正常，依然沒(méi)有諧振點(diǎn)，請(qǐng)和廠(chǎng)家聯(lián)系，不可拆卸儀器！現(xiàn)象：調(diào)諧曲線(xiàn)是一條曲線(xiàn)，有較低的尖峰；試驗(yàn)時(shí)一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒(méi)有升到試驗(yàn)電壓時(shí)，一次電壓已經(jīng)到達(dá)額定電壓，回路自動(dòng)降壓；原因：電抗器與試品電容量不匹配，沒(méi)有準(zhǔn)確找到諧振點(diǎn)；試品損耗較高，系統(tǒng)Q值太低；勵(lì)磁變壓器高壓輸出電壓較低；排除方法：將補(bǔ)償電容器并接入試驗(yàn)回路，加大回路電容量；盡可能將多只電抗器串聯(lián)，提高回路電感量；提高勵(lì)磁變壓器的輸出電壓；干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強(qiáng)度，減少回路的有功損耗；如果全部處理完后，依然不