變頻串聯諧振裝置對電纜耐壓試驗的操作接線介紹
變頻串聯諧振耐壓試驗裝置通過調節變頻電源的輸出頻率,使回路中的電抗器電感L和被測品電容C產生諧振,再通過調整勵磁的輸出電壓使諧振電壓達到期望的測試電壓。當L、C、R串聯回路中的感抗與試品容抗相等時,感抗中的磁場能量與試品電容中的電場能量可以相互影響補償,試品所需的無功輸出功率全部由電抗器供給,電源系統只提供回路的有功損耗。此時,電源工作電壓與諧振回路通過電流同相位,電感上的電壓降與電容上的電壓降大小相等,相位相反。利用串聯諧振原理,在回路中產生高電壓,一般使用頻率為30~300Hz,從而滿足試驗要求,其主要由變頻源、勵磁變、電抗器、分壓器組成,現場主要是對電纜進行交流耐壓試驗,下面來講解下使用變頻串聯諧振交流耐壓裝置對10kV電纜進行耐壓試驗的操作方法。
1、準備步驟
首先按10kV電纜的長度和截面積計算出其電容量,以10kV電壓等級300平方1公里測試,其電容量為0.37uf,今天采用一套千旭電力135kVA/108kV變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置進行對其耐壓,儀器通過對電抗器進行兩節并聯進行測試(本身有四節電抗器,電纜長度增加了可繼續并聯),下面是變頻串聯諧振的試驗接線:
變頻電源通過三相電380V接入(如果是220V則容量會折扣),然后變頻電源通過兩根線接入勵磁變壓器,勵磁變壓器上有抽頭的設置,選擇合適的抽頭電壓,這里是10kV電纜耐壓,抽頭選擇1.5kV即可,變頻源和勵磁變可靠接地,勵磁變壓器的抽頭引出來的1.5KV的高壓線(配套專用的高壓線)接入電抗器下端,電抗器并聯一節電抗器,然后通過并聯的輸出的高壓線(懸空)接到分壓器上,同時該高壓并聯到被試品電纜上,這里以A相電纜耐壓為例,BC相及各相的鎧裝和屏蔽層可靠接地,電纜對端懸空,如下圖:
被試品接線圖
勵磁變壓器接線
電抗器接線圖(該圖為串聯)
接線注意事項:接電源的時候要用萬用表測一下是否為380V,如果電源電壓過大容易燒變頻源,升壓結束后,雖說是交流的,該放電一定要放電,電抗器不要放在金屬導體上,耐壓過程中周圍不要有導體。
接線完成后,查看對應的電纜耐壓標準,以國標GB50150-2016為準,10kV電纜常規規格為8.7kV/10kV,這里8.7kV為電纜對地額定電壓,10kV為線電壓,交流耐壓應以2U0,即為 8.7kV * 2 = 17.4kV,耐壓試驗15分鐘。
所有事宜都準備完畢后,開始下一個步驟。
2、開始試驗
儀器操作分為自動試驗和手動試驗,下面以兩種方法進行操作演示
首先打開變頻電源,點擊參數設置,開機起始頻率30赫茲,起始電壓20伏,終止頻率300赫茲,分壓器變比1000。第一階段電壓我們現在測試的是10kV的電纜,根據國標規定設置到17.5kV。第一階段試驗時間,國標規定是交接15分鐘,過壓保護17.4kV * 110% ≈ 20KV,我們設為20kV,其他設置不用設置,按默認即可。
變頻源參數設置界面圖
2.1 自動試驗
參數配置好后完成后點擊返回,點擊自動試驗,進入自動測試界面,確保測試連接完好后點擊開始。這個時候頻率自動上升,可以看到右面的頭部已經出現弧形,等到左邊顯示的這個頻率穩定下來,表示正在精確查找諧振點。等到頻率數值不動,就說明諧振點找到了,顯示諧振點是179.3Hz,找到諧振點后電壓自動上升至目標電壓,然后左邊測量頻率也穩定下來,等到電壓達到設定值,這邊的耐壓時間就開始計時,等到了15分鐘計時結束后就會自動降壓停機。試驗完成后,點擊保存數據以及打印數據。
自動試驗界面圖
2.2 手動試驗
同理參數配置好后,進入手動試驗界面后,直接點擊開始試驗。現在開始手動找諧振點,左邊有升頻和減頻,右邊是步長大小的設置,先按升頻,把步長大小調大些,觀察右邊電壓波動,等到150hz的時候發現電壓快到頂點,然后再調整步長進行精確調頻,當頻率為179.4Hz,發現此時的電壓是諧振點電壓,然后我們開始升壓,點擊升壓,以5V的電壓步長進行電壓粗調,接近目標電壓的時候把步長調小一點再進行微調試驗,電壓目標電壓之后,我們停止升壓,然后點擊開始計時耐壓計時也是15分鐘等待即可,等到計時結束后,再手動點擊降壓停機,完成耐壓試驗。
手動試驗界面圖
不論是自動試驗還是手動試驗完成后,首先點擊的就是降壓停機,打印數據。等帶電壓逐步恢復至0位,切斷電源然后使用放電裝置對電纜等進行放電,這里要注意個人安全,都結束后完成試驗。
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