HVFRF型自动调频串联谐振系统.docx
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HVFRF型自动调频串联谐振系统
HVFRF型自动调频串联谐振系统
详细介绍
一、概述
HVFRF型自动调频串联谐振试验系统于2005年通过英国NQA公司ISO9001国际质量体系认证。
HVFRF型自动调频串联谐振试验系统主要适用于电力、冶金、工矿企业动力部门等用户的6kV~35kV电压等级的电缆、发电机或其它容性试品进行现场试验的成套装置。
该装置由变频控制箱、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。
利用电抗器和试品电容串联组成LC谐振回路,通过调节输出频率,找到谐振点,在被试品上获得较高的试验电压。
它是用小容量低电压的电源获得高电压大容量的输出,是当前高压试验的一种新方法,已得到广泛的应用。
二、特点
1、选用320×240点阵LCD显示屏(带背光)分辨率高,字体清晰。
在室内外强弱光线下均能一目了然。
2、试验数据可屏存,并可任意调阅,有计算机接口,可外接打印机打印。
选用进口机箱和不锈钢面板,按键与面板一体,外形美观。
3、三种操作方式
⑴自动调谐手动升压
⑵手动调谐手动升压
⑶自动调谐、自动升压
自动调谐——使用最新快速跟踪法,寻找谐振频率点只需30~40S左右,调谐完成后,锁定谐振频率。
无谐振点时,提示区显示“调谐失败”。
手动调谐时30Hz~300Hz无谐振点,提示区显示“无谐振点”,此时自动切断升压回路。
禁止继续升压,确保试品、设备、人身的安全。
升压速度采用动态跟踪控制——当高压接近已设定的试验电压时,自动调整升压速率,能有效防止电压过冲造成对试品的损伤。
机内设置试验时间定时器——当试验电压升至设定值,自动启动计时,计时到设定值的前10S时声响提示,时间到即自动降压至“零”,并切断升压回路,同时提示区显示“试验结束”。
屏幕显示菜单中内置:
“6kV、10kV、35kV电压等级电力电缆的试验电压”选择及“5min、10min、15min试验时间”选择,若选择不满足用户要求可以在“自定义”区内自行输入需要的试验电压和试验时间(1~99min)。
自动启动计时功能,自动降压并关闭高压回路。
本装置输出电压,初始合闸电压,试验电压波形等均符合GB/T16927-1997及GB1094-85的要求,具有体积小、重量轻、操作方便、高指标的特点,是一套非常理想的现场试验装置。
4、完善的保护功能
设有零位、过流、过压、过热及高压闪络等多种保护,保护功能动作时屏幕上均为中文显示;装置在额定电压、电流工作下时发生高压闪络或击穿,不会损坏整套设备,装置可正常工作;若装置接线错误,高压自动闭锁,无法升压。
⑴自动零位启动保护
⑵过压保护——设置试验电压的1.1倍保护
⑶过流保护——输出电流>额定值1.1倍保护
⑷高压闪烁保护——在试验或升压中如有高压放电闪烁保护
⑸综合保护——当试验线联接有误或断线时保护。
(如变频器、励磁变、电抗器、分压器等测量线)
⑹过热保护——功率器件温度≥80℃时保护
三、主要技术指标
·电源:
AC三相 380V±10% 50Hz/60Hz (变频电源功率在6KW以上)
AC单相 220V±10% 50Hz/60Hz (变频电源功率在6KW以下)
·工作频率:
30~300Hz
·频率分辨率:
0.01Hz
·频率调节:
0.1Hz~1.0Hz
·成套装置输出波形:
正弦波 波形畸变≤1.0%
·系统测量精度:
≤1.5
·电压调节:
动态调节,最小0.01%
·试验电压稳定度1.0%
·工作环境温度:
-15℃—45℃ 湿度≤90%
·噪声:
≤60dB
·海拔:
≤1800m
·回路Q值:
≥30
·本机具有,零位保护过流、过压、过热、闪烁和其它综合保护
四、装置组成及参数
1、HVFRF型变频电源主控制器
·电源:
AC220V±10%50Hz/60Hz输出电压0—220V输出电流≥30A(变频电源功率在6kW以下);AC380V±10%50Hz/60Hz输出电压0—400V输出电流≥20A(变频电源功率在6kW以上)
·输出频率:
25~300Hz
·频率分辨率:
0.01Hz
·频率稳定度:
优于0.01%
·频率调节:
0.1Hz 1.0Hz
·输出波形:
正弦波,波形畸变≤1.0%
·系统测量精度:
<1.0
·电压调节:
动态调节最小0.01%
2、ZB型励磁变压器
ZB型励磁变压器(又称中间变,干式结构)它将变频控制箱电源的输出电压升到合适的试验电压,满足电抗器、容性负载在最低质量因素下能达到试验电压的要求。
励磁变压器高压绕组设计成多个抽头,电压可根据回路Q值的大小来选用。
·额定输入:
220V(400V)
·输出:
根据用户提供参数配置所需电压。
·频率:
25~300Hz
·最高工作温度:
95℃ 额定容量运行1小时,线圈温升不大于60℃
·重量:
约25~30KG 干式结构
3、HK型高压电抗器(根据用户试品电容量决定配置参数和数量)
HK型高压电抗器是谐振回路的重要部件,当谐振频率fo=1/(2π√LCx),它与被试品Cx发生谐振产生高压,电抗器的性能直接影响到系统Q值的大小。
为了满足试验不同长度电缆的需要,电抗器采用多台并联和串联的灵活连接方式。
通过电抗器串并联分别使用于10kV、35kV电缆及发电机等其它容性试品的交流耐压试验。
电抗器采用干式自冷,环氧外壳,法兰、底座均有防止涡流的措施。
·工作频率:
30~300Hz
·Q值>25
·噪声≤50dB
·最高工作温度:
95℃
·温升:
额定负载下运行1小时后,线圈对空气的温升不大于65℃
·重量:
30~45Kg/台
4、HV型分压器(HV-20型或HV-60型) 一台
·HV型电容分压器采用容抗大损耗小稳定性好的优质电容进行分压。
·电容量:
300pF
·回路测量精度:
≤1.5
·结构:
C1:
环氧筒外壳,油纸绝缘结构电容器,C2:
选用温度系数、频率系数和C1相同的材料。
·电压测量通过测量电缆引至控制台测量
·重量:
5~6.5Kg
5、H/JF型补偿电容器
H/JF型补偿电容器可作为模拟负载使用。
当电缆长度≤50米时,由于电容量小、与电抗器无法谐振时,可将补偿电容器并接于试品作为补偿,达到谐振。
·额定电压:
60kV(有20kV抽头)
·电容量:
C1=3000pF+5%(60kV使用);10000pF+5%(20kV使用)
五、调频串联谐振装置试验接线及操作说明
1、试验接线图:
图一:
10kV电力电缆交流耐压试验接线图
当电抗器参数为:
L1=L2=L3=20kV/2A/45H时,此接线方式可满足≤3公里的10kV电力电缆交流耐压试验。
图二:
35kV电力电缆交流耐压试验接线图
当电抗器参数为:
L1=L2=L3=20kV/2A/45H时,此接线方式可满足≤1公里的35kV电力电缆交流耐压试验。
关于励磁变压器抽头选择的说明:
一般励磁变压器输出抽头共四檔,600V、900V抽头专供10kV电缆耐压试验用;1800V、2700V檔位专用35kV电缆耐压试验用。
一般试验时先使用较低电压的文件位。
当回路Q值较低时,使用较低档位升不到试验电压时,可使用较高电压文件位使试验电压升到额定电压。
励磁变压器输入抽头为2檔,一般选择250V檔位来试验,当回路Q值较低时,使用250文件位升不到试验电压时,除了可在输出端调整檔位,还可以降低输入端的檔位,即选择200V文件位,使试验电压升到额定电压。
图三:
面板图
图四 液晶显示区
2、面板说明
⑴电源输入插座:
试验时请接对应标称的电源电压
⑵电源开关向上为接通电源,反之为关闭电源,带过流/短路保护功能
⑶绿色带灯按钮:
当电源开关接通时,绿灯亮。
切断高压时按此按钮
⑷红色带灯按钮:
按下时高压回路接通红色灯亮,绿色灯灭。
⑸变频器输出插座:
通过5芯电缆的联接变频器,励磁变的低压端(a.x)
⑹励磁变二次输入电压测量插座,用专用电缆联接至励磁变插座
⑺高压测量插座,通过专用电缆联接至分压器插座
⑻“ /自动”自动调频键
⑼⑽“←/低→/高”手动调频键分别为频率低和高,点动时±0.1Hz,点停1~2秒时为±1Hz。
进入菜单操作时,用于数字选择
⑾“手动/自动”手动调压与自动调压切换键
⑿⒀“↑/升↓/降”键 试验电压升和降键;进入菜单操作时用于数字增/减
⒁“M”键 为菜单确认键,在绿灯亮状态有效,点动选择选项和确认
⒂“设定区”选择 试验电压/试验时间/工作方式/日历
⒃“提示区”,分别会提示“调谐失败”、“无谐振点”或“XX保护”动作,或“试验结束”等。
⒄“日历”显示日期、时间等
⒅“占空比”接通升压回路,红灯亮占空比显示升压调节量
⒆主显示区,显示设置的试验电压、试验时间和工作方式等
六、操作方法
(一)试验前的准备
1、接通电源开关绿灯亮
2、首先根据试品试验电压,试验时间选择适当的电压值和时间选择的方式如下
⑴点动“M/确认”键进入选择菜单主选项:
“试验电压”“试验时间”“工作方式”
“日历”被选中项反白,点动“↑↓”键进行选择。
⑵再点动“M/确认”键,出现下拉子选项
a、“试验电压”有五个选项,分别为:
“15kV,17.4kV,52kV,54kV和自定义”
b、“试验时间”有四个选项,分别为“5分,10分,15分和自定义”
c、“工作方式”有两个选项,“手动方式,自动方式”手动方式为开机默认
d、“日历”可选择调整“年,月,日,时,分,秒”。
3、用“↑↓”键选择所需项目
4、再按“M/确认”键,被选中项锁存并返回正常工作接口。
5、如果选项内无所需项可进入“自定义”项,再按“↑↓”键选择数字或按“←→”键选择数字。
修改完毕后,按“M/确认”锁存并返回正常工作接口。
以上操作确认后,开机关机时选中项或自定义的参数不会丢失。
(二)三种操作方式:
1、自动调谐/手动升压
⑴在绿灯亮状态下,点动频率调节框内“ /自动”键。
⑵绿灯灭,红灯亮,升压回路接通“占空比”调至“5%”。
⑶频率从25Hz→300Hz调频,并寻找谐振频率fo,找到fo后锁存。
⑷按“↑/升”键,将试验电压升至设定值。
⑸试验时间定时器开始计时,当时间剩余10S时,声响提示。
时间到自动降压至“零”,切断高压,红灯灭,绿灯亮,同时提示区显示:
“试验结束”。
⑹如30—300Hz频率范围内,没有找到谐振频率fo时,切断升压回路,红灯灭、绿灯亮,提示区显示“调谐失败”。
⑺在红灯亮状态下,“占空比”为“0.0%”或“5%”时按“ /自动”键,操作方法同上。
⑻在红灯亮状态下,“占空比”≥“6%”将关闭自动调谐功能,此时可使用“←→”键调节频率。
⑼谐振频率fo找到后锁定。
在升压过程中,可使用“←→”键调节频率点。
⑽已锁定的谐振频率fo,在操作开关电源时不会丢失。
当换一相试品或下一次试验时,高压LC参数接近时,在接通电源后不需重新找谐振频率fo,可直接按“红色带灯”按钮,接通升压回路。
⑾“调谐失败”后,“↑/升”键被闭锁,无法继续升压。
⑿如果在试验前已知谐振频率fo,可点动“ /自动”键,快速调到fo附近,再按“ /自动”键,暂停调频,然后用“←→”键调到谐振频率fo再升压至试验电压值。
在没有找到fo前“↑/升”键被闭锁。
手动调频/手动升压
⑴在绿灯亮状态,按“红色带灯”按钮接通高压回路。
⑵点动“↑/升”键,“占空比”调至“5%”。
⑶点动“←→”键调节频率,点动时±0.1Hz步距,长按≥2S时步距为0.5—1.0Hz。
⑷在25—300Hz范围内未找到谐振频率fo,红灯灭,绿灯亮,升压回路切断,提示区显示“无谐振点”。
⑸如果找到fo,可按前述方法升压至试验电压值,进行正常试验,试验完毕自动降压至“零”,切断高压回路,红灯灭,绿灯亮,提示区显示“试验结束”。
⑹在没有找到谐振频率fo前,“↑/升”键被闭锁,无法升压。
自动调谐/自动升压
绿灯亮状态下,点动频率调节框内“ /自动”键。
绿灯灭,红灯亮,高压回路接通“占空比”调至“5%”。
频率从25Hz→300Hz扫频,寻找谐振频率fo,找到后锁存。
点动“↑/升”键,开始自动升压至“试验电压值”,定时器启动,试验时间到后,自动降压至“零”,切断升压回路,红灯灭,绿灯亮。
提示区提示“试验结束”。
4、保护功能
当保护功能动作时,提示区显示如下:
⑴“高压过压”——试验电压值已超过设定值的1.1倍。
⑵“高压闪烁”——试验时或升压中高压有放电闪烁。
⑶“综合保护”——变频控制柜内,调压变频部分、电压或电流超过最大值,或功率器件过热。
⑷“输出过压”“输出过流”——变频输出至励磁变的电压/电流已超过额定值的1.2倍。
(以上保护出现后,需关闭电源复位解除。
)
⑸“调谐失败”“无谐振点”——因谐振回路LC参数不匹配在30—300Hz频率范围内,未满足f0=1/(2π√LC)的要求,或变频控制,励磁变、电抗器、分压器及高压测量系统之间联接有误和断试情况。
此时高压回路闭锁,禁止再升压。
(无需关闭电源开关复位)
七、交联聚乙烯电缆相关技术参数
表一:
电缆导体
截面积
(平方毫米)
电容量(uF/km)
YJV、YJLV
6/6kV、6/10kV
YJV、YJLV
8.7/10、8.7/15kV
YJV、YJLV
12/20kV
YJV、YJLV
21/35kV
YJV、YJLV
26/35kV
1×35
0.212
0.173
0.152
1×50
0.237
0.192
0.166
0.118
0.114
1×70
0.270
0.217
0.187
0.131
0.125
1×95
0.301
0.240
0.206
0.143
0.135
1×120
0.327
0.261
0.223
0.153
0.143
1×150
0.358
0.284
0.241
0.164
0.153
1×185
0.388
0.307
0.267
0.180
0.163
1×240
0.430
0.339
0.291
0.194
0.176
1×300
0.472
0.370
0.319
0.211
0.190
1×400
0.531
0.418
0.352
0.231
0.209
1×500
0.603
0.438
0.388
0.254
0.232
1×630
0.667
0.470
0.416
0.287
0.256
表二:
电缆导体
截面积
(平方毫米)
电容量(uF/km)
YJV(22)、YJLV(22)
6/6kV、6/10kV
YJV(22)、YJLV(22)
8.7/10、8.7/15kV
YJV(22)、YJLV(22)
12/20kV
YJV(22)、YJLV(22)
21/35kV
YJV(22)、YJLV(22)
26/35kV
3×35
0.212
0.173
0.152
3×50
0.237
0.192
0.166
0.118
0.114
3×70
0.270
0.217
0.187
0.131
0.125
3×95
0.301
0.240
0.206
0.143
0.135
3×120
0.327
0.261
0.223
0.153
0.143
3×150
0.358
0.284
0.241
0.164
0.153
3×185
0.388
0.307
0.267
0.180
0.163
3×240
0.430
0.339
0.291
0.194
0.176
3×300
0.472
0.370
0.319
0.211
0.190
3×400
0.531
0.418
0.352
0.231
0.209
3×500
0.603
0.438
0.388
0.254
0.232
3×630
0.667
0.470
0.416
0.287
0.256
1×630
0.667
0.470
0.416
0.287
0.256
表三:
电缆导体截面积
(平方毫米)
电容量(uF/km)
YJV、YJLV
64/110kV
YJV、YJLV
128/220kV
3×240
0.129
3×300
0.139
3×400
0.156
0.118
3×500
0.169
0.124
3×630
0.188
0.138
3×800
0.214
0.155
3×1000
0.231
0.172
3×1200
0.242
0.179
3×1400
0.259
0.190
3×1600
0.273
0.198
3×1800
0.284
0.207
3×2000
0.296
0.215
3×2200
0.221
3×2500
0.232
表四:
橡塑绝缘电力电缆的30-300Hz的交流耐压试验电压
电缆额定电压
UO/U
交接试验电压
预防性试验电压
倍数
电压值(kV)
倍数
电压值(kV)
1.8/3
2 UO
3.6
1.6 UO
3
3.6/6
2 UO
7.2
1.6 UO
6
6/6
2 UO
12
1.6 UO
10
6/10
2 UO
12
1.6 UO
10
8.7/10
2 UO
17.4
1.6 UO
14
12/20
2 UO
24
1.6 UO
19
21/35
2 UO
42
1.6 UO
34
26/35
2 UO
52
1.6 UO
42
64/110
1.7UO
109
1.36UO
87
127/220
1.4 UO
178
1.15 UO
146
八、产品成套清单:
HVFRF型变频电源主控器
1台
ZB励磁变压器
1台
HK高压电抗器
根据用户试品情况所配
HV电容分压器
1台
H/JF补偿电容器
1台
电源线
1根
输出电缆
1根
分压器测量电缆
1根
电抗器连接线
1组
高压连接线
1组
专用接地线
1组
使用说明书
2份
出厂试验报告
1份
产品检验合格证
1份
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- HVFRF 自动 调频 串联 谐振 系统