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工程案例

10kV电缆及60MW火力发电机变频串联谐振交流耐压试

来源:美端电气 发布时间:2018-12-21 20:25

                                 串联谐振 10kV电缆交流耐压试验 变频(frequency conversion)谐振耐压试验装置

10kV电缆及60MW火力发电机变频串联谐振交流耐压试


  一、  串联谐振试验对象及试验要求
1.20kV/60MW火力发马达的交流耐压试验,电容量≤0.227μF,试验频率为45-65Hz,试验电压不超过45kV。串联谐振耐压装置即BPXZ串联谐振耐压装置采用多级叠加的方式,多台电抗器可并联、串联使用,分压器既用来测量试验电压,也可以作为小电容量试品的补偿电容,使得谐振频率可以在30~300Hz范围内完成多种电力设备(如电缆、变压器、GIS开关、SF6开关、电动机、发电机、母线、套管、互感器等)的交流耐压试验--BPCX-DL变频串联谐振升压装置。
2.10kV/185mm2电缆(Cable)交流耐压试验,长度2000m,电容量≤0.624μF,试验频率(frequency)为30-300Hz,试验电压22kV。

  二、  工作环境
1.  环境温度:-150C –45 0C;
2.  相对湿度:≤90%RH;
3.  海拔高度: ≤2500米;

  三、  串联谐振参数
1.   额定容量:216kVA;
2.   输入电源:单相380V电压,频率为50Hz;
3.   额定电压:54kV;27kV
4.   额定电流:4A;8A
5.   工作频率:30-300Hz;
6.   波形畸变率:输出电压波形畸变率≤1%;
7.   工作时间:额定负载下允许连续(Continuity)15min;过压1.1倍1分钟;
8.   温 升:额定负载下连续运行15min后温升≤65K;
9.   品质(Character)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(frequency conversion)电源部分);
11.  测量精度:系统有效值1.5级;

  四、  串联谐振标准
GB10229-88   《电抗器》
GB1094 《电力变压(气压变量)器(Transformer)》
GB50150-2006 《电气装置安装工程(Engineering)电气设备(shèbèi)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
20kV/60MW火力发电机的交流耐压试验,电容量≤0.227μF,试验频率(frequency)为45-65Hz,试验电压不超过45kV。
频率取50HZ
试验电流 I=2πfCU试 =2π×50×0.227×10-6×45×103=3.2A
对应电抗器电感量 L=1/ω2C=45H,
设计四节电抗器,使用电抗器二节串联二组并联,则单节电抗器为54kVA/27kV/2A/45H
验证(Experimental):  10kV/185mm2电缆(Cable)交流耐压试验,长度2000m,电容量≤0.624μF,试验频率为30-300Hz,试验电压22kV。
使用电抗器二节并联,此时电感量为L=45/2=22.5H
试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√22.5×0.624×10-6)=42Hz。变频串联谐振主要由变频电源,励磁变压器,高压电抗器,高压分压器等组成。变频控制器又分两大类,20KW及以上为控制台式,20KW以下为便携箱式;它由控制器和滤波器组成。
试验电流 I=2πfCU试 =2π×42×0.624×10-6×22×103=3.6A
结论:串联谐振装置容量定为216kVA/54kV/27kV,分四节电抗器,电抗器单节为54kVA/27kV/2A/180H通过组合使用能满足上述被试品的试验要求。

  六、串联谐振参数(parameter)
1.  激励变压器JLB-20kVA/1kV/5kV/0.4kV 1台
a)   额定容量:20kVA;
b)   输入电压:380V,单相;
c)   输出电压:1kV;5kV;
d)   结 构:干式;
e)   重 量:约110kg;
2.  变频电源DAXZ-GP- F -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。串联谐振耐压测试仪主要由变频控制器、励磁变压器、高压电抗器、高压分压器等组成。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。
d)   额定输入电流:53A
e)   额定输出电流:53A
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(frequency)调节分辨率:≤0.1Hz
k)   频率(frequency)稳定(解释:稳固安定;没有变动)度: 0.1%
l)   运 行 时 间:额定容量下连续(Continuity)15min
m)   额定容量下连续(Continuity)运行15min元器件最高温度≤65K;
n)   噪 声 水 平:≤50dB
o)   可实现以下功能
1)   内部由嵌入式触控屏控制,操作功能得到优化,操作简单
2)   自动扫频,寻找谐振点.频率(frequency)范围20-300Hz,可手动设置扫频范围,扫频最大耗时3分钟(全频扫). 频率分辨率0.1Hz
3)   自动试验,用户可设置试验程序(procedure),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。
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(Condition)进行操作
6)   全压输出保护:在调压过程(guò chéng)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(解释:稳固安定;没有变动)、可靠
8)   自动保存试验数据(data),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(frequency conversion)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30kg;
3.  高压电抗器DK-54kVA/27kV   4节
a)   额定容量:54kVA;
b)   额定电压:27kV;
c)   额定电流(Electron flow):2A;
d)   电 感 量:45H/单节;
e)   品质(Character)因素:Q≥30 (f=45Hz);
f)   结 构:干式;
g)   重 量:约60kg;
4.  电容分压器FC-60 kV -1000pF   1套
a)   额定电压:60kV;
b)   高压电容量:1000pF
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8kg;
七、供货清单一览表
摘要
方案型号:DAXZ-GP-216kVA/54kV
方案名称:变频串联谐振试验装置
参考标准:GB50150-2006,DL/T849.6-2004


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