调频串并联谐振成套试验装置-技术文章-扬州福德嘉电气有限公司

变频串联谐振成套试验装置是运用串联谐振的原理，通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器的电感L和试品电容C发生串联谐振，谐振电压即为试品上所加电压。调频串并联谐振成套试验装置广泛应用于电力、冶金、石油、化工、等行业，适用于大容量、高电压的电容性试品，如发电机、变压器、GIS、高压交联电缆、互感器、套管等的交接实验和预防性试验。我厂在调频串并联谐振高压实验方面，自行开发的调频、调压软件技术，于国内高压试验行业，利用这一技术采用16位精细调频、10KHZ载波频率、SPWM和进口原装IPM整体模块设计、制造的调频串并联谐振成套试验装置，符合国家有关高压实验的规程和要求。

整套装置的组成

整套装置由调频调压电源、励磁变压器、电抗器、分压器及补偿电容器组成。

工作原理

通过调频控制器提供供电电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压加在电抗器L和被试品CX上，通过改变调频控制器的输出频率，使回路处于串联谐振状态；调节变频控制器的输出电压，使试品上高压达到所需要的电压值。回路的谐振频率取决于被试品电容CX和电抗器的电感L，谐振频率。

主要技术参数

● 环境温度：-10～45℃ ● 额定试验容量：0～8000KVA
● 不稳定度：≤0.05% ● 工作湿度：≤90%
● 谐振电压：0～1000KV ● 输出波形：正弦波
● 海拔：≤2000M ● 频率调节范围：0.1～300Hz
● 波形畸变率：≤0.5%
● 电源输入：220V±10%单相输出0～220V( ≤10KW)
380V±10%三相, 50Hz 输出0～40V
● 噪声:≤60dB ● 系统测量精度:0.5级
● 频率调节分频率:0.01Hz ● 电抗器Q值:30～200

产品特点

● 大屏幕显示试验数据、试验状态，并有实时操作步骤提示功能
● 能灵活整定实验电压、调频范围、加压时间
● 试验结果能计算出被试品电容
● 具有计算机通讯接口，便于通讯和试验数据管理
● 体积小、重量轻、操作方便
● 分辨率高、频率分辨率为0.001HZ
● 安全可靠高、系统具有过电流、过电压及放电保护功能，有效保护人身及设备安全
● 试验结果可打印
● 可升级造作软件

试验方法

先在低电压下调到系统谐振点，然后再升高试验电压幅值，达到试品上规定的电压值，在次电压下，维持规定的时间后，在降低电压到零，这就完成了整个试验过程。

选型依据

● 列出被试设备名称，规范（容量、额定电压、电缆长度等）
● 提出被试设备容许试验频率范围（如电缆：规程要求谐振频率30-75HZ；发电机要求试验频率50+_HZ；GIS选择不大于200HZ；主变选择3~5倍工频）
● 针对被试设备查阅或测量出被试品电容值

产品选型参照表

交联电缆试验的选型参照表

序号	电压等级 (KV)	电缆长度 (KM)	选用装置型号	*好谐振电压(KV)	装置额定电流(A)	额定输出容量(KVA)
1	10	1	FDJ-2000-60/30	30	2	60
2		2	FDJ-2000-120/30	30	64	120
3		3	FDJ-2000-315/30	30	10.5	315
4		4	FDJ-2000-315/30	30	10.5	315
5		5	FDJ-2000-315/30	30	10.5	315
6	35	0.5	FDJ-2000-120/60	60	2	120
7		1	*FDJ-2000-315/90	90	3.5	315
7		1	FDJ-2000-210/60	60	3.5	210
8		2	*FDJ-2000-630/90	90	7	630
8		2	FDJ-2000-420/60	60	7	420
9		3	FDJ-2000-600/60	60	10	600
10		4	FDJ-2000-600/60	60	10	600
11		5	FDJ-2000-900/60	60	15	900
12	110	1	FDJ-2000-600/120	120	5	660
12		1	FDJ-2000-660/110	110	6	550
13		2	FDJ-2000-1320/110	110	12	1320
14		3	FDJ-2000-1980/110	110	18	1980
15		4	FDJ-2000-2640/110	110	24	2640
16		5	FDJ-2000-2640/110	110	24	2640
17	220	1	FDJ-2000-2000/200	200	10	2000
18		2	FDJ-2000-4000/200	200	20	4000
19		3	FDJ-2000-6000/200	200	30	6000
20		4	FDJ-2000-8000/200	200	40	8000
21		5	FDJ-2000-8000/200	200	40	8000

注：
（1）本装置中参数按电力试验规程中交接试验电压标准计算。
（2）交联电缆的电容值10KV电缆按每公里0.4uf计算：35KV、110KV及220KV电缆平均按每公里0.2uf计算。
（3）标*为华东地区专用型号。
（4）FDJ2000-120/30与FDJ2000-120/60配置相同，可做10KV电缆2KM和35KV电缆0.5KM试验
FDJ2000-600/60与FDJ2000-600/120配置相同，可做35KV电缆3KM和110KV电缆1KM试验
FDJ2000-315/30与FDJ2000-315/90配置相同，可做10KV电缆3-5KM和35KV电缆1KM试验

GIS高压组合电器试验时的选型参照表

序号	电压等级 (KV)	装置型号	额定容量 (KVA)	*高谐振电压(KV)	*大输出电流(A)	备注
22	35	FDJ2000-420/120	420	120	3.5
23	110	FDJ2000-440/220	440	220	2
24	110	FDJ2000-1320/220	1320	220	6
25	220	FDJ2000-2000/400	2000	400	5

注：
（1）FDJ2000-420/120与FDJ2000-420/60配置相同，可做35KVGIS电缆和35KV电缆2KM试验
（2）FDJ2000-13200/220与FDJ2000-13200/110配置相同，可做110KVGIS电缆和110KV电缆2KM试验
（3）本装置型号可兼作交联电缆试验、主变耐压试验之用。

发电机试验时的选型参照标

序号	额定电压 (KV)	机组容量 (MW)	相电容(uf)	装置型号	额定容量 (KVA)	*高谐振电压(KV)	*大输出电流(A)
26	6.3～10.5	50～100	0.15～0.45	FDJ2000-40/20	40	20	2
27	13.8～20	125～600	0.2	FDJ2000-80/40	80	40	2
27	13.8～20	125～600	0.4	FDJ2000-160/40	160	40	4
28	10～20	100～100	1.0	FDJ2000-600/60	600	60	10
28	10～20	100～100	2.5	FDJ2000-600/60	600	60	25
注:订货必须提供机组额定容量、额定电压和相电容，以便按fo=50HZ设计配置。

本公司生产的部件系列规格

一、变频电源

型号	功率	输入电压/电流	输出电压/*大电流（调频调压）
FDJ2000-10/0.22	10KW	220V/45A	0～220V/45A
FDJ2000-15/0.22	15KW	220V/70A	0～400V/37.5A
FDJ2000-30/0.4	30KW	三相380V/45A	0～400V/75A
FDJ2000-65/0.4	65KW	三相380V/100A	0～400V/160A
FDJ2000-100/0.4	100KW	三相380V/15A	0～400V/250A

二、高压电抗器

型号

GTK
40/20

GTK
105/30

GTK
150/30

GTK
110/55

GTK
1650/55

GTK
330/55

GTK
500/100

GTK
1000/100

额定电压
额定电流

30KV/2A

30KV/3.5A

30KV/5A

55KV/2A

55KV/3A

100KV/5A

100KV/10A

电感量

20H

40H

注：GTK-40/20 20KV/2A	}发电机专用，电抗值依据发电
GTK-150/30 30KV/5A

其它特殊规格电抗器可按客户要求定做。电抗器为干式。

三、励磁变压器

型号	容量	输入电压	输出电压/输出电流（双次级）
GSB-5/2.2	5KVA	220V	2×1.1KV/2×2.5A
GSB-7.5/2.2	7.5KVA	220V	2×1.1KV/2×3.7A
GSB-10/2.2	10KVA	220V	2×1.1KV/2×5A
GSB-10/4	10KVA	220V	2×2.2KV/2×2.5A
GSB-15/4	15KVA	400V	2×2KV/2×3.7A
GSB-20/4	20KVA	400V	2×2KV/2×5A
GSB-30/4	30KVA	400V	2×2KV/2×7.5A
GSB-40/4	40KVA	400V	2×2KV/2×10A
GSB-60/4	60KVA	400V	2×2KV/2×15A
GSB-80/8	80KVA	400V	2×2KV/2×10A
GSB-100/8	100KVA	400V	2×2KV/2×12.5A
GSB-120/8	120KVA	400V	2×2KV/2×15A

部分设备(试品)的电容值

交联聚乙烯电缆每公里电容量

电缆导体截面积（平方毫米）	电容量（uf/km）
电缆导体截面积（平方毫米）	YJV、YJLV 6/6KV、6/10KV	YJV、YJLV 8.7/10KV、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

电缆导体截面积（平方毫米）	电容量（uf/km）
电缆导体截面积（平方毫米）	YJV、YJLV 6/6KV、6/10KV	YJV、YJLV 8.7/10KV、8.7/15KV	YJV、YJLV 12/20KV	YJV、YJLV 21/35KV	YJV、YJLV 26/35KV
3×35	0.212	0.173	0.152
3×50	0.237	0.192	0.166	0.118	0.114
31×70	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

电缆导体截面积（平方毫米）	电容量（uf/km）
电缆导体截面积（平方毫米）	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

60KV极全绝缘变器的电容（PF）

试品容量（KVA）	630	2000	3150	6300	8000	1600
类型	630	2000	3150	6300	8000	1600
高压-底	2700	4100	4600	5900	7000	8200
低压-底	4200	660	7900	10000	11000	15300

110KV中性电分级绝缘变压器的电容（PF）

试品容量（KVA）	50000	31500	20000	10000	56000
类型	50000	31500	20000	10000	56000
高压-中压、低压、地	14200	11400	8700	6150	4200
中压-高压、低压、地	24800	11800	13200	9600
低压-高压、中压、地	19300	19300	12000	9400	6800

220KV级中性点非全级绝缘部分变压器的电容（PF）

试品型号		SEPSL-63000	SSPSL-120000	SSPSL-240000
类型	高压-中压、低压及地	12100	13500	17050
	中压-高压、低压及地	18500	19700	23260
	低压-高压、中压及地	18200	23600	29940
试品型号		SFPSL-240000	SFP-360000	SFPSZL-120000
类型	高压-中压、低压及地	32230	33910	38020
	中压-高压、低压及地			23260
	低压-高压、中压及地	22470	23790	22160

部分发电饥的电容值

类别	型号	生产厂家	额定容量（MW）	额定电压（KV）	相电容（uf）
汽轮发电机	QFS-125-2	上海电机厂	125	13.8	0.08～0.12
	QFSN-200-2	哈尔滨电机厂	200	15.75	0.19～0.21
	QFQS-200-2	东方电机厂	200	15.75	0.1928～0.21
	QFQS-200-2	北京重型电机厂	200	15.75	0.18～0.19
	QFS-300-2	上海电机厂	300	18.0	0.16～0.20
	QFSN-300-2	上海电机厂	300	18.0	0.18～0.20
	ATB-2	美国GE公司	352	23.0	0.268(设计值)
	TBB-320-2	（前苏联）	320	22.0	0.31
	2-105×234	美国西屋公司	600	20.0	0.2(工厂试验值)
	50WT23E-138	ABB	600	20.0	0.253(设计值)
水轮发电机			72.5～85	10.5	0.694
			300	15.75	1.7～2.5
			400	18.0	2～2.5

电缆30-75Hz的交流耐压试验电压

电缆额定电压	交接试验电压		预防性试验电压
Uo-U	倍数	电压值	倍数	电压至(KV)
1.8/3	2Uo	3.6	1.6Uo	3
3.6/6	2Uo	7.2	1.6Uo	6
6/6	2Uo	12	1.6Uo	10
6/10	2Uo	12	1.6Uo	10
8.7/10	2Uo	17.4	1.6Uo	14
12/20	2Uo	24	1.6Uo	19
21/35	2Uo	42	1.6Uo	34
26/35	2Uo	52	1.6Uo	42
64/110	1.7Uo	109	1.36Uo	87
127/220	1.4Uo	178	1.15Uo	146

变压器的交流耐压试验电压标准

额定电压 KV	*高工作电压 KV	线端交流试验电压值KV		中性点交流试验电压值KV
额定电压 KV	*高工作电压 KV	全部更换绕组	部分更换绕组或交接时	全部更换绕组	部分更换绕组或交接时
<1	≤1	3	2.5	3	2.5
3	3.5	18	15	18	15
6	6.9	25	21	25	21
10	11.5	35	30	35	30
15	17.5	45	38	45	38
20	23.0	55	47	55	47
35	40.5	85	72	85	72
110	126.0	200	170(195)	95	80
220	252.0	360	306	85	72
220	252.0	395	336	(200)	(170)
500	550.0	630	536	85	72
500	550.0	680	578	140	120

发电机定子绕组交流耐压试验标准

周期	要求
低压-底	(1)全部更换定子绕组并修好后的试验电压如下:
大修前	容量 KW	额定电压UnV	试验电压V
	小于10000	36以上	2Un+1000但*低为1500
	10000及以上	6000以下	2.5U
		6000～18000	2Un+3000
		18000以上	按专门协议
更换绕组后	(2)交接时按上表的0.8倍执行 (3) 大修前或局部更换定子绕组并修好后试验电压为:
	运行20年及以下者		1.5Un
	运行20年以上与架空线路直接连接者		1.5Un
	运行20年以上不与架空线路直接连接者		(1.3～1.5)Un

说明：1、应在停及后**污秽前热状态下进行。处于备用状态时，可在冷状态下进行。
2、水内冷电机一般应在通水的情况下进行实验，进口机组按厂家规定。
3、有条件时，可采用超低频（0.1HZ）耐压，试验电压峰值为工频试验电压峰值的1.2倍。