工頻調(diào)感式發(fā)電機交流耐壓裝置

武漢市華天電力自動化有限責(zé)任公司PAGEPAGE1武漢市華天電力自動化有限責(zé)任公司工頻調(diào)感式發(fā)電機交流耐壓裝置第一章發(fā)電機交流耐壓裝置概述1.1產(chǎn)品概述：目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的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)電纜投運前的試驗手段上由于被試容量大和試驗設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機構(gòu)的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運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。國內(nèi)一些研究機構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。直流試驗也不能真實模擬運行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，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交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗，火力及水力發(fā)電機的交流耐壓實驗也定期進(jìn)行。這些設(shè)備的試驗要求的試驗設(shè)備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進(jìn)行試驗，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，但很多試驗單位要求50Hz試驗電源對這類設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗。我公司系列串聯(lián)變頻自動發(fā)電機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，水力和火力發(fā)電機或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗。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)電機交流耐壓設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗電壓。由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設(shè)備。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)備（50Hz），但存在自動化程度差、噪音大等缺點。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。1.2串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)點：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，試驗所需的電源功率只有試驗容量的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變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的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試品的誤擊穿。4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，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，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。5、不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時，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)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃落電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。1.3產(chǎn)品主要特點說明：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，完全獨立自主開發(fā)和設(shè)計及生產(chǎn)該設(shè)備的所有組成部分：變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、電容補償器和高精度電容分壓器；3.具備全自動（自動調(diào)諧、自動升壓）、全手動（手動調(diào)諧、手動升壓）以及半自動（自動調(diào)諧、手動升壓及手動調(diào)諧、自動升壓）的多種功能，可任意切換使用；4.具備試驗電壓、加壓時間、報警電流整定、報警電壓整定、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，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快速切斷輸出，并顯示保護(hù)類型和閃落電壓值；6.測量顯示輸出電壓、輸出頻率及加壓時間、保護(hù)動作類型等相關(guān)信息，在試驗完成時電壓自動下降到零位；時間：設(shè)置試驗時間；所示4.2.2.試驗參數(shù)設(shè)置：在每次試驗前必須正確設(shè)置當(dāng)次試驗是的各種參數(shù)！點擊“設(shè)置”后，液晶的顯示界面如圖3。試驗頻率：選擇自動調(diào)諧時的頻率區(qū)間，自動調(diào)諧時在此區(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)谝淮卧囼灂r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，可以選定在適當(dāng)?shù)念l率段掃描，以減少試驗時間。輸出電壓：設(shè)置調(diào)諧時輸出電壓的初此值。對Q值較低的試品如發(fā)電機、電動機，初此值設(shè)定為30～40V；對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。試驗電壓：設(shè)置試驗電壓的最高值。我們的電壓跟蹤系統(tǒng)具備自動校核較大電壓波動的功能，但電網(wǎng)電壓的波動幅度較小，由此而引起的高壓電壓的波動也在儀器的捕捉范圍內(nèi)，因此，我們強烈建議你在設(shè)置試驗電壓時，將“試驗電壓”的數(shù)值設(shè)定為比要施加的試驗電壓低5％Ue。報警電壓：設(shè)置試驗電壓的極限值，電壓超過時自動終止試驗。一般比試驗電壓高10%。報警電流：設(shè)置輸出電流的最高值。在不知道實際試驗電流的情況下，一般將其設(shè)置成裝置額定電流的2/3。運行時間：設(shè)置試驗電壓的加壓時間。00:01指試驗時間為1分鐘，其余的依此類推。電壓比：用于設(shè)置分壓器的分壓比。一般在出廠時已經(jīng)設(shè)置完畢，現(xiàn)場試驗時不能調(diào)整，以免計量的電壓不對。之所以在界面上保存此項，是用于在一定的時候效驗分壓器。確認(rèn)：移動需要設(shè)置的位置。當(dāng)設(shè)置完某一參數(shù)后，點擊“設(shè)置”自動保存該參數(shù)并進(jìn)入下以設(shè)置項。1～0：數(shù)字鍵：選擇需要設(shè)置的數(shù)值。020.00位置：按數(shù)字時顯示需要值。退格：改變設(shè)置位數(shù)。返回：設(shè)置完成后返回到圖2界面。點擊“返回”后，保存所有設(shè)置了的參數(shù)，進(jìn)入到試驗界面。注意：因為你是第一次使用我們的設(shè)備，建議在進(jìn)行試驗操作前仔細(xì)檢查你的當(dāng)次設(shè)置是否符合試驗要求。具體做法就是在試驗前你再次點擊“設(shè)置”，進(jìn)入圖3界面，依次檢查每一項參數(shù)，確認(rèn)與試驗要求符合后再點擊“返回”進(jìn)入待試驗的圖2界面。4.3勵磁變壓器：1.A1、A2等高壓端的電壓值是根據(jù)用戶試品對象特殊設(shè)計的，不能接錯。2.一般在對試驗電壓低、電流大的試品試驗時接較低電壓端，反之接較高電壓端。3.用于發(fā)電機、電動機耐壓的諧振裝置的勵磁變壓器的輸出電壓較高，在使用時請盡可能將連接線與其他物體隔離。4.勵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)時的電抗值匹配，所以在沒有特殊說明的情況下，對裝置自升壓時請將所有電抗器串聯(lián)連接。第三章操作說明4.1電纜試驗操作：4.1.1現(xiàn)場接線示意圖：4.1.2勵磁變壓器接線注意事項：1.用于10KV電纜的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端；2.用于10KV和35KV電纜的耐壓裝置，10KV電纜耐壓勵磁變壓器接低端，35KV電纜耐壓勵磁變壓器接較高端；3.用于10KV、35KV和110KV電纜的耐壓裝置：10KV、35KV電纜耐壓勵磁變壓器接低端，110KV電纜耐壓勵磁變壓器接高端；4.1.3電抗器及電容器分壓器接線注意事項：對于短電纜，無論電壓高低，一般將至少兩節(jié)電抗器串聯(lián)，以確?；芈房梢灾C振。4.2.電機耐壓試驗操作:4.2.1現(xiàn)場接線示意圖:4.2.2勵磁變壓器接線注意事項:1.用于電機的耐壓裝置，勵磁變壓器一般接低端；2.用于電機和電纜的耐壓裝置，電纜耐壓勵磁變壓器接低端，電機耐壓勵磁變壓器接高端；3.通常情況下，用于電機耐壓的諧振裝置兼容較低電壓的電纜。4.2GIS、開關(guān)及變壓器試驗操作：4.2.1現(xiàn)場接線示意圖：4.2.2勵磁變壓器接線注意事項:1.用于開關(guān)、GIS、變壓器的耐壓裝置，勵磁變壓器的輸出電壓一般較高；2.用于開關(guān)、GIS的耐壓裝置，勵磁變壓器接高端，變壓器耐壓勵磁變壓器接低端；3.通常情況下，改種型號的諧振裝置兼容較較短長度的電纜，勵磁變壓器接低端。4.2.3電抗器接線注意事項:1.用于開關(guān)及較低電容量的試品交流耐壓試驗時，需要將所有電抗器串聯(lián)在高壓回路中，可以確保諧振。2.用于開關(guān)、GIS、變壓器的耐壓時，需要將電抗器串聯(lián)連接，電抗器串聯(lián)只數(shù)按照實際的試驗電壓確定。4.3通用操作步驟:正確按照接線示意圖及相關(guān)要求連接試驗回路，在現(xiàn)場設(shè)置試驗警示標(biāo)記，正確設(shè)置各項試驗參數(shù)。1.自動試驗:進(jìn)入圖2界面，點擊“自動”，進(jìn)入下圖4界面，點擊“啟動”，“確認(rèn)”，則自動進(jìn)行調(diào)諧、升壓、計時、降壓。圖5界面依次如下：調(diào)諧升壓：計時：降壓：試驗完成：在試驗過程中出現(xiàn)保護(hù)動作時，均有相關(guān)界面顯示。2.手動/半自動試驗：進(jìn)入圖2界面，點擊“手動”，進(jìn)入下圖4界面，點擊“啟動”，“確認(rèn)”，，則可以進(jìn)行手動/自動調(diào)頻、手動升降壓。圖6半自動試驗：點擊“調(diào)諧”，則自動調(diào)諧，調(diào)諧完成后點擊電壓“加、減”手動升壓。手動試驗：點擊頻率“加、減”，則手動調(diào)諧，調(diào)諧完成后點擊電壓“加、減”手動升壓。4.4.資料查詢及輸出試驗結(jié)果進(jìn)入圖2界面，點擊“資料”，進(jìn)入資料界面，點擊“上頁”，“下頁”，可以調(diào)閱歷次試驗記錄，在用戶要求時，可以升級為帶USB接口的，插入U盤，點擊“保存”即可以把當(dāng)頁試驗記錄輸入到U盤保存。第四章注意事項5.1通用注意事項：1.本試驗設(shè)備應(yīng)由高壓試驗專業(yè)人員使用，使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，并經(jīng)反復(fù)操作訓(xùn)練。2.操作人員應(yīng)不少于2人。使用時應(yīng)嚴(yán)格遵守本單位有關(guān)高壓試驗的安全作業(yè)規(guī)程。3.為了保證試驗的安全正確，除必須熟悉本產(chǎn)品說明書外，還必須嚴(yán)格按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行試驗操作。4.各聯(lián)接線不能接錯，否則可導(dǎo)致試驗裝置損壞5.本裝置使用時，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常見故障原因及排除：1.風(fēng)扇不能啟動：急停、故障保護(hù)、失諧保護(hù)后，沒有按“故障復(fù)位”；內(nèi)部溫度過高，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，重新開啟電源，按儀器面板上的“復(fù)位”鍵，再啟動儀器。如果依然不能啟動風(fēng)扇，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！2.自動調(diào)諧不能完成，找不到諧振點：現(xiàn)象：調(diào)諧曲線完全是一條直線，調(diào)諧完成后儀器提示沒有諧振點原因：回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路排除方法：檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；檢查每一只電抗器的通斷；檢查分壓器的信號線的通斷；檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷；裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷；如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！現(xiàn)象：調(diào)諧曲線是一條曲線，有較低的尖峰；試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一次電壓已經(jīng)到達(dá)額定電壓，回路自動降壓；原因：電抗器與試品電容量不匹配，沒有準(zhǔn)確找到諧振點；試品損耗較高，系統(tǒng)Q值太低；勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；排除方法：將補償電容器并接入試驗回路，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度，減少回路的有功損耗；如果全部處理完后，依然不