XB-L調(diào)感型諧振裝置
一、 概述
XB-L調(diào)感型諧振裝置各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發(fā)電機及其它容性設(shè)備的交流耐壓試驗都必須嚴(yán)格按試驗規(guī)程定期進行。在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應(yīng)的也有較高的要求，傳統(tǒng)的工頻耐壓裝置往往單件體積大，重量重，不便于現(xiàn)場搬運，而且不便于任意組合，靈活性較差。目前，比較流行的手段是采用諧振的方法進行耐壓試驗。
本XB-L調(diào)感型諧振裝置是針對電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發(fā)電機的交流耐壓試驗需要而設(shè)計的。本諧振試驗裝置采用調(diào)整頻率的方式來完成諧振，可方便、準(zhǔn)確的找到諧振點。系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)可以達(dá)到20～80，系統(tǒng)輕巧簡便，可任意組合。本諧振試驗裝置采用了多重保護措施，使得試驗方便、**可靠。諧振回路固有的濾波效應(yīng)使得系統(tǒng)輸出的試驗電壓波形完全滿足試驗規(guī)程的要求。
XB-L調(diào)感型諧振裝置采用多級疊加的方式，多臺電抗器可并聯(lián)、串聯(lián)使用，分壓器既用來測量試驗電壓，也可以作為小電容量試品的補償電容，使得諧振頻率可以在30～300Hz范圍內(nèi)完成多種電力設(shè)備的交流耐壓試驗。
我公司的諧振電抗器，有可調(diào)和固定兩種形式，在對一些特定的產(chǎn)品試驗時（例如發(fā)電機），適當(dāng)調(diào)節(jié)電抗器的電感量，使其在50Hz的條件下，基本上滿足諧振條件，再適當(dāng)調(diào)整頻率，可以在50Hz±10%頻率范圍內(nèi)達(dá)到理想的諧振條件，保證了設(shè)備具有多種用途，真正做到了一機多用。
因此，本裝置具備單件體積小、重量輕、任意組合、便于現(xiàn)場搬運。因此，它是現(xiàn)場各種高壓設(shè)備交流耐壓試驗的*理想選擇。
二、工作原理
XB-L調(diào)感型諧振裝置的工作原理接線如圖１所示，交流380V工頻電源，經(jīng)調(diào)頻控制單元輸出頻率、幅值可調(diào)的調(diào)頻電源，送入勵磁變壓器，升壓至0～10kV，經(jīng)諧振電抗器L和被試品CX，構(gòu)成高壓諧振主電路，當(dāng)頻率滿足諧振條件（ωL=1/ωC）時，電路即達(dá)到諧振狀態(tài)。此時裝置能在較小的勵磁電壓Ue下，在被試品CX上產(chǎn)生幾十倍于Ue的電壓UX?；芈分C振后，輸出的電壓波形為純正弦波，系統(tǒng)的頻率取決于回路的L-C參數(shù)。其中電抗器的電抗值在大多數(shù)情況下是固定的，可以根據(jù)被試品的電容量大小來調(diào)節(jié)試驗頻率的高低，從而滿足與被試品的準(zhǔn)確匹配，使得系統(tǒng)達(dá)到*佳的諧振狀態(tài)。
圖 １
三、產(chǎn)品優(yōu)點
1. 所需電源容量大大減小。XB-L調(diào)感型諧振裝置是利用諧振電抗器和被試品電容產(chǎn)生諧振，從而得到所需高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q倍（Q為品質(zhì)因素）。
2. 設(shè)備的重量和體積大大減小。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減小，一般為普通試驗裝置的1/5～1/10。
3. 改善輸出電壓波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波，有效地防止了諧波峰值引起的對被試品的誤擊穿。
4. 防止大的短路電流**故障點。在諧振狀態(tài)，當(dāng)被試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧（電容量變化，不滿足諧振條件），回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而采用并聯(lián)諧振或者傳統(tǒng)試驗變壓器的方式進行交流耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效地找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流**故障點的憂患。
5. 不會出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。被試品發(fā)生擊穿閃絡(luò)時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧立刻熄滅，裝置的保護回路動作，切斷輸出。
四、技術(shù)指標(biāo)
1、總體技術(shù)規(guī)范
l 輸出試驗電壓： 0～1000kV 交流有效值
l 輸出試驗電流： 1～10A 交流有效值
l 輸出頻率： 30～300Hz
l 諧振電壓波形： 正弦波，波形畸變率：<1%
l 被試品種類： 各種電力變壓器、電力電纜、發(fā)電機、GIS等設(shè)備。
l 工作制： 滿功率輸出下，連續(xù)工作時間30分鐘
l 品質(zhì)因數(shù)： 20～80，視不同的負(fù)載條件而不同
l 輸入工作電源： 三相380V，50Hz.
l 環(huán)境溫度： 0℃～+40℃
l 相對濕度： <95%RH，無凝露
l 海拔高度： 2000m以下
整套試驗設(shè)備可根據(jù)被試品電容量的不同，確定由單個或多個諧振電抗器串、并聯(lián)使用。
2、主要部件的技術(shù)規(guī)范
（1）變頻控制單元
l 輸入工作電源： 380V、 50Hz，電流5～250A
l 輸出電壓和電流：0～400V，電流5～250A
l 輸出頻率： 30～300Hz，
l 頻率調(diào)節(jié)細(xì)度：0.1Hz
l *大輸出功率：5～100kVA
（2）勵磁變壓器
l 輸入工作電源：400V 電流5～250A
l 輸出電壓和電流：0～10kV，電流1～10A
l 額定容量：5～100kVA
（3）諧振電抗器：（每臺諧振器的技術(shù)規(guī)范）
l 單臺電抗器額定工作電壓：20kV、40kV、60kV（有效值）
l 單臺額定工作電流：1～10A（有效值）
（4）電容分壓器
l 工作方式： 純電容式
l 額定電壓： 20kV、60kV、100kV、200kV、500kV、1000kV有效值
l 工作頻率： 30～300Hz
l 測量誤差： <1%
l 電容： 1000pF±5%
l 分壓器低壓臂電壓： 100V
五、操作面板說明
圖 2
l 電源開關(guān)：負(fù)責(zé)計算機部分的電源供給。
l 電源指示：總電源上電指示，空氣開關(guān)合上時點亮。
l 故障復(fù)位：負(fù)載失諧、變頻源過熱以及其它保護動作后的故障復(fù)位。
l 緊急停止：發(fā)生緊急情況的應(yīng)急中斷按鍵。
l 分壓器接口：用于接入分壓器低壓臂，*大電壓100V，輸入阻抗10M。
l 接地端子：用于系統(tǒng)**接地。
l 液晶顯示器：用于系統(tǒng)各參數(shù)、波形、菜單等的顯示。
六、 試驗接線布置
1、現(xiàn)場試驗接線布置
現(xiàn)場試驗接線布置原理示意圖如圖1所示。
按照箱體上的標(biāo)識分別接好電源輸入線纜、變頻輸出線纜、地線、高壓采集線纜，變頻輸出線纜的另一端接勵磁變壓器的輸入端（0～400V）, 高壓采集線纜的另一端接分壓器、地線要可靠接地。
勵磁變壓器有0～400V電源輸入端，不分極性，箱體接地端和高壓尾端要可靠接地。
電抗器的低端（下端）的端子接勵磁變壓器的高壓輸出端，**（上端）的端子接下一臺電抗器的下端，串聯(lián)連接，上端有銅連接頭的電抗器為*上端，連接均壓球。
試品和分壓器的尾端要可靠接地。分壓器**接試品**，即試品**、分壓器**和電抗器**要并接到一塊。所有的連線要可靠并要盡量的短。高壓連接線要考慮和周圍的絕緣距離。分壓器一定要接入系統(tǒng)并保證接觸良好，否則，系統(tǒng)將沒有高壓端的電壓顯示、失去保護功能。
2、布置試驗接地線的注意事項
由于被試品的電容量較大，試驗電壓較高，若在試驗時試品擊穿或發(fā)生高壓引線對地放電，在電纜的接地端處，試驗接地線和控制箱外殼等處，可能會產(chǎn)生暫態(tài)過電壓。本設(shè)備已在控制箱和主要部件內(nèi)，采取多重暫態(tài)過電壓保護措施，能保證設(shè)備的正常工作。此外，在接地線布置方面還應(yīng)注意采取下列保護措施：
l 試驗設(shè)備（諧振電抗器、分壓器、勵磁變壓器等）應(yīng)盡量靠近被試電纜頭，減少試驗接地線的長度，即減少接地線的電感量。
l 采用一點接地式試驗接地線組。特別注意試驗接地線應(yīng)盡可能的短，不要任意延長接地線長度。
l 試驗時操作人員除接觸操作按鍵、旋鈕外，不要觸及控制箱金屬外殼，否則在高壓側(cè)擊穿或放電時，可能有輕微的刺痛感。有條件時，建議操作人員站在橡膠絕緣墊上工作。
七、操作說明
（一）準(zhǔn)備工作
1. 布置試驗設(shè)備，檢查設(shè)備的完好性，確認(rèn)聯(lián)接被試品的導(dǎo)線有無破損、斷路和短路等現(xiàn)象。接線及檢查的過程中確認(rèn)空氣開關(guān)處于斷開的狀態(tài)。
2. 按圖1所示聯(lián)接各部件，各接地點應(yīng)一點接地。
3. 連接三相電源線到系統(tǒng)電源輸入接線柱，在確認(rèn)接線無誤的情況下打開空氣開關(guān)，打開面板電源開關(guān)。
（二）基本操作
開機后，液晶的顯示界面如圖3所示。
點擊“設(shè)置”， 液晶的顯示界面如圖4所示。
圖4
1. 試驗頻率：選擇自動調(diào)諧時的頻率區(qū)間，自動調(diào)諧時在此區(qū)間內(nèi)掃頻。
2. 輸出電壓：設(shè)置調(diào)諧時輸出電壓的初此值。
3. 試驗電壓：設(shè)置試驗電壓的*高值。
4. 報警電壓：設(shè)置試驗電壓的極限值，電壓超過時自動終止試驗。
5. 報警電流：設(shè)置輸出電流的*高值。
6. 運行時間：設(shè)置試驗電壓的加壓時間
7. 電壓比：用于設(shè)置分壓器的分壓比。
8. 確認(rèn)：設(shè)置值以及移動需要設(shè)置的位置。
9. 1～0：數(shù)字鍵，選擇需要設(shè)置的數(shù)值。
10. 020.00位置：按數(shù)字時顯示需要值。
11. 退格：改變設(shè)置位數(shù)。
12. 返回：設(shè)置完成后返回到圖3界面。
（三）試驗操作
1、自動試驗：
各項設(shè)置完成，選擇自動，進入圖5界面，點擊“啟動”，則自動進行調(diào)頻、升壓、計時、降壓、切斷輸出。
圖 5
界面依次如下：調(diào)諧
升壓：
計時：
降壓：
試驗完成：
在試驗過程中出現(xiàn)保護動作時，均有相關(guān)界面顯示。
2、手動/半自動試驗：
各項設(shè)置完成，選擇手動，進入圖6界面，點擊“啟動”，則可以進行手動/自動調(diào)頻、手動升降壓。
圖6
半自動試驗：點擊“調(diào)諧”，則自動調(diào)諧，調(diào)諧完成后點擊電壓“加、減”手動升壓。
手動試驗：點擊頻率“加、減”，則手動調(diào)諧，調(diào)諧完成后點擊電壓“加、減”手動升壓。
另注手動試驗操作方法；當(dāng)調(diào)諧完成后，點擊電壓“加”電壓升到20%電壓值，點擊頻率“加、減”，點擊時不要讓手指長時間停留；頻率變化在0.1～0.2HZ，監(jiān)視高壓電壓顯示值是否增大；保持高壓電壓增大到*大值時頻率變化；同時配合點擊電壓“加”梯形升電壓，點擊頻率“加、減” 變化讓高電壓達(dá)到試驗電壓。試驗電流作參考值監(jiān)視，人工自行計時。
八、注意事項
l 本試驗設(shè)備應(yīng)由高壓試驗專業(yè)人員使用，使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，并經(jīng)反復(fù)操作訓(xùn)練。
l 操作人員應(yīng)不少于2人。使用時應(yīng)嚴(yán)格遵守本單位有關(guān)高壓試驗的**作業(yè)規(guī)程。
l 為了保證試驗的**正確，除必須熟悉本產(chǎn)品說明書外，還必須嚴(yán)格按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進行試驗操作。
l 各聯(lián)接線不能接錯，否則可導(dǎo)致試驗裝置損壞
l 本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作**。
l 不能啟動的可能性：
急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復(fù)位”；
l 不能進行自動調(diào)諧進程，是因為“前端電壓”的值在10V到 50V的范圍外。
l 找不到調(diào)諧點（“幅值－頻率”曲線沒有明顯的峰值），可能是電感匹配不合適，也有可能分壓器沒有信號進入系統(tǒng)測試接口。
九、系統(tǒng)成套性
l 變頻控制箱（臺） 1臺
l 勵磁變壓器 1臺
l 諧振電抗器 若干
l 電容分壓器 1臺
l 電源電纜 1根
l 變頻器輸出電纜 1根
l 分壓器測量電纜 1根
l 諧振電抗器引線 1組
l 使用說明書 1份
l 試驗報告 1份
其它附件，因不同的訂貨要求配置，以出廠設(shè)備配置清單為準(zhǔn)。