HTXZ-540kVA/45kV×6变频串联谐振技术方案
HTXZ-540kVA/45kV×6变频串联谐振
技术方案
生产厂家：武汉市国电西高自动化有限责任公司
设计人 ：李虎
设计时间：2017年10月20日
一、满足试品范围
1、10kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验，电容量≤0.751uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
2、35kV/300mm2电缆1km的交流耐压试验，电容量≤0.1945uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
3、35kV电压等级开关柜的交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压不超过95kV，试验时间1min。
4、110kV/300mm2电缆1km的交流耐压试验，电容量≤0.147uF，试验频率30-300Hz，试验电压128kV，试验时间60min。
5、110kV/50MVA主变全绝缘的交流耐压试验，电容量≤0.02uF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过160kV，试验时间1min。
6、110kV电压等级GIS，断路器、互感器、母排等变电站设备的交流耐压试验，试验频率30-300Hz，试验电压不超过265kV，试验时间1min。
二、装置主要组成
序号 |
设备名称 |
规格型号 |
单位 |
数量 |
1 |
变频电源 |
HTXZ-18kW |
台 |
1 |
2 |
激励变压器 |
HTJL-18kVA/4/8/16kV/0.4kV |
台 |
1 |
3 |
高压电抗器 |
HTDK-90kVA/45kV |
台 |
6 |
4 |
电容分压器 |
HTFY-500pF/270kV |
套 |
1 |
三、主要技术参数
1. 额定容量：540kVA
2. 额定电压：45kV；90kV；135kV；270kV
3. 额定电流：12A；6A；4A；2A
4. 测量精度：系统有效值1.5级
5. 工作频率：30-300Hz
6. 装置输出波形：正弦波
7. 品质因素：装置自身Q≥30(f=45Hz)
8. 波形畸变率：输出电压波形畸变率≤1%
9. 输入电源：单相220或三相380V电压，频率为50Hz
10. 工作时间：额定负载下允许连续60min；过压1.1倍1分钟
11. 温 升：额定负载下连续运行60min后温升≤65K
12. 保护功能：对被试品具有过流、过压及试品闪络保护
13. 环境温度：－20℃-55℃
14. 相对湿度：≤90%RH
15. 海拔高度: ≤3000米
四、装置容量验证
装置容量定为540kVA，分六节电抗器，电抗器单节为90kVA/45kV/2A/96H，
验证：
1、10kV/300mm2电缆2km的交流耐压试验，电容量≤0.751uF，试验频率30-300Hz，试验电压22kV，试验时间5min。
使用电抗器四节并联，则L=96/4=24H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√24×1.1265×10-6)=30.61Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×30.61×0.751×10-6×22×103=3.18A
2、35kV/300mm2电缆1km的交流耐压试验，电容量≤0.1945uF，试验频率30-300Hz，试验电压52kV，试验时间60min。
使用电抗器两节串联（系数1.15）两组并联，则L=96×2×1.15/2=110.4H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√110.4×0.1945×10-6)=34.35Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×34.35×0.1945×10-6×52×103=2.18A
4、110kV/300mm2电缆1km的交流耐压试验，电容量≤0.147uF，试验频率30-300Hz，试验电压128kV，试验时间60min。
使用电抗器三节串联（系数1.2）两组并联，则L=96×3×1.2/2=172.8H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√172.8×0.147×10-6)=31.58Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×31.58×0.147×10-6×128×103=3.73A
5、110kV/50MVA主变全绝缘的交流耐压试验，电容量≤0.02uF，试验频率45-65Hz，试验电压不超过160kV，试验时间1min。
使用电抗器四节串联（系数1.25），则L=96×4×1.25=480H ，则：
试验频率：f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√480×0.02×10-6)=51.37Hz
试验电流：I=2πfCU试 =2π×51.37×0.02×10-6×160×103=1.03A
满足实验要求。
五、试验时设备组合方式
组合方式 被试品对象 |
电抗器选择 （90kVA/45kV六节） |
激励变压器 输出端选择 |
试验电压(kv) |
10kV/300mm2电缆2km |
使用电抗器四节并联 |
4kV |
≤22kV |
35kV/300mm2电缆1km |
使用电抗器两节串联 两组并联 |
4kV |
≤52kV |
35kV开关柜 |
使用电抗器三节串联 |
4kV |
≤95kV |
110kV/300mm2电缆1km |
使用电抗器三节串联 两组并联 |
4kV |
≤128kV |
110kV/50MVA主变 |
使用电抗器四节串联 |
8kV |
≤160kV |
110kV电压等级GIS，断路器、互感器、母排 |
使用电抗器六节串联 |
16kV |
≤265kV |
六、系统配置参数
(一) 变频电源HTXZ -18kW 1台
1) 额定输出容量：18kW
2) 工作电源： 220/380±10%V（单/三相），工频
3) 输出电压：0 �C400V
4) 额定输入电流：45A
5) 额定输出电流：45A
6) 电压分辨率： 0.01kV
7) 电压测量精度：1.5%
8) 频率调节范围：30 �C 300Hz
9) 频率调节分辨率：≤0.1Hz
10) 频率稳定度：0.1%
11) 运 行 时 间：额定容量下连续60min
12) 额定容量下连续运行60min元器件最高温度≤65K
13) 噪 声 水 平：≤50dB
14) 重 量：约25kg
(二) 激励变压器HTJL-18kVA/4/8/16kV/0.4kV 1台
1) 额定容量：18kVA
2) 输入电压：0-400V
3) 输出电压：4kV;8kV;16kV
4) 结 构：干式
5) 重 量：约100kg
(三) 高压电抗器HTDK-90kVA/45kV 6节
1) 额定容量：90kVA
2) 额定电压：45kV
3) 额定电流：2A
4) 电 感 量：96H/单节
5) 品质因素：Q≥30 (f=45Hz)
6) 结 构：干式
7) 重 量：约90kg
(四) 电容分压器HTFY-500pF/270kV 1套
1) 额定电压：270kV；
2) 高压电容量：500pF
3) 介质损耗：tgσ≤0.5%；
4) 分 压 比：3000：1
5) 测量精度：有效值1.5级;
6) 重 量：约26kg；
七、供货清单
序号 |
设 备 名 称 |
型 号 及 规 格 |
单位 |
数量 |
1 |
变频电源 |
HTXZ-18kW |
台 |
1 |
2 |
激励变压器 |
HTJL-18kVA/4/8/16kV/0.4kV |
台 |
1 |
3 |
高压电抗器 |
HTDK-90kVA/45kV |
台 |
6 |
4 |
电容分压器 |
HTFY-500pF /270kV |
套 |
1 |
5 |
内部连接线 |
套 |
1 |
|
6 |
出厂检验报告 |
份 |
1 |
|
7 |
使用说明书 |
份 |
1 |
|
8 |
产品合格证 |
份 |
1 |
|
9 |
装箱清单 |
份 |
1 |
八、 参考实验标准
DL/T 596-1996 |
《电力设备预防性试验规程》 |
GB50150-2006 |
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 |
GB10229-88 |
《电抗器》 |
GB1094 |
《电力变压器》 |
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》 |
DL/T474.4-2006 《现场绝缘试验实施导则－交流耐压试验》
DL/T1015 《现场直流和交流耐压试验电压测量系统的使用导则》
GB/T311.1-1997 《高压输变电设备的绝缘与配合》
GB191-2000 《包装储运图示标志》
JB/T9641-1999 《试验变压器》
IEC358(1990) 《耦合电容器和电容分压器》
GB4793-1984 《电子测量仪器安全要求》
GB/T3859.2-1993 《半导体变流器应用导则》
GB/T2423.8-1995 《电工电子产品基本环境试验规程》
DL/T849.6-2004 《电力设备专用测试仪器通用技术条件第6部分：高压谐振试验装置》