新产品 | HZ（W）-150kW 局部放电及交流耐压试验系统 -- 赫兹电力

产品名称：局部放电及交流耐压试验系统
产品型号：HZ（W）-150kW
 

一、概述

       满足110kV/63000kVA（低压35kV、10.5kV，空载损耗≤75kW）电力变压器的感应耐压及局放试验。
 

二、装置主要组成

三、主要功能及特征

       HZ系列变频串联谐振耐压试验装置，采用调节电源频率的方式，使得电抗器与被试电容器实现谐振，从而在被试品上获得高电压大电流，因其所需电源功率小、设备重量轻体积小，局放干扰小等特点，在国内外得到了广泛好评和应用，是当前高电压试验的新方法和潮流。下图说明利用变频电源进行三相一体变压器局放试验接线图。
 

我公司调频谐振装置主要功能及其技术特点：
1、装置具有过压、过流、零位启动、系统失谐(闪络)等保护功能，过压过流保护值可以根据用户需要整定，试品闪络时闪络保护动作并能记下闪络电压值，以供试验分析。
2、整个装置单件重量很轻，便于现场使用。
3、装置具有三种工作模式：全自动模式、手动模式、自动调谐手动升压模式；方便用户根据现场情况灵活选择，提高试验速度。
4、能存储和异地打印数据，存入的数据编号是数字，方便用户识别和查找。
5、装置自动扫频时频率起点可以在规定范围内任意设定，扫频方向可以向上、向下选择，同时液晶大屏幕显示扫描曲线，方便使用者直观了解是否找到谐振点。
6、采用DSP平台技术，可根据用户需要增减功能和升级，人机交换界面更为人性化。
7、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
8、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。
9、有效改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效防止了谐波峰值对试品的误击穿。
10、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q，而用并联谐振或者试验变压器做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
11、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且不会出现任何恢复过电压。
 

四、主要技术参数

1、变频电源额定容量：150kW
2、额定工作输入电源：380V±15%(三相)；50Hz
3、输出电压波形为正弦波：波形畸变率≤1.0％
4、输出频率可调范围：20~300Hz，频率在设定范围内调节时，电压恒定输出
5、输出频率分辨率：0.01Hz
6、输出频率不稳定度：≤0.05％
7、系统局部放电量：≤10pC
8、系统允许运行时间：额定容量下允许运行时间≥60min
9、绝缘水平：1.2倍额定电压下耐压1min。
10、噪音水平：≤80dB
 

五、系统配置参数

（一）无局放变频电源柜 HZ(W)-150kW 1台

1、最大输出功率：150kW（有功功率）；
2、输入电源：三相AC380V±10%50Hz；
3、额定输出电压：单相0～350V可调；
4、输出相数：单相；
5、输出电压波形：标准正弦波；
6、波形畸变率<1%；
7、输出电压不稳定度：＜1％（输入电压不稳度在五分钟内小于2%）；
8、额定输出电流：428A；
9、输出频率范围：30～300Hz；
10、频率调节灵敏度：≤0.1Hz；
11、频率不稳定度：≤0.05％；
12、局部放电量：<10pc；
13、工作方式：变频电源允许运行时间：额定输出功率下允许运行90min；
14、并机功能：可与同型号变频电源并联输出使用；
15、允许温升：在额定负载下，连续工作90min，出风口温升≤25K；
16、噪音水平：≤85dB；
17、绝缘水平：输入、输出端子对地（或外壳）≥3kV/AC/1min；
18、冷却方式：强迫风冷；
19、尺寸及重量：1800*800*1500mm3；约1.1T。
 

1.1基本功能

1、变频电源具有抗电场干扰能力，在强电场干扰下，测量精度与控制保护满足要求。具有良好的磁屏蔽，组件、引线均采用高导磁材料屏蔽，无空间辐射；
2、保护功能完备，能够满足满负荷条件下的出口短路试验；
3、设有启动、停止和紧急分闸按钮；
4、具有试验时间设定功能，定时时间范围为0～99分钟，计时精度0.1秒，时间段末提供声音提示试验人员；
5、输入、输出端子连接方便可靠；
6、主回路同时配置空气断路器和交流接触器；
7、设有电源启动、停止按钮和紧急停止开关；
8、设有升压和降压粗、细调按钮；
9、设有频率粗、细调按钮；
10、设有散热风机相序自动识别和风机方向自动选择功能；
11、设有独立的仪器供电电源，电源经过变压器隔离输出，输出功率为500W，单相交流220V，50Hz。可以作为“局放仪”、“控制箱”、“示波器”、“充电器”等的工作电源；
12、设有独立的同步电源，供给局放仪测量局放信号时同步试验频率使用。每组同步电源的输出功率为100W、100VAC；
13、设有低温加热装置，确保在低温状况下（零下20度以内）能够正常工作；
14、预留并联扩展容量功能，当变频电源的输出功能不能够满足试验需要时，可以通过并联更多的电源来提高容量。在生产变频电源时将升级接口作预留。

1.2保护功能

本系统由多种保护组成，实现不同的功能。确保在试验时不会对被试品和操作人员构成伤害，同时采用先进的智慧手段，在试验中，即使误操作也不会对被试品和操作人员构成伤害（例如，如果变频电源装置忘记接地，不会影响系统的工作，也不会危及人身安全；如果试验中按键出错，系统将不会执行错误的操作）。
1、输入电压保护：当输入电源欠压、不平衡或缺相，则控制箱内相应的保护电路动作，切断高压输出，并屏显上提示报警。
2、桥臂电压保护：四个功放桥臂的直流工作电压不平衡时，控制箱自动报警或关闭系统，同时显示四个桥臂电压便于检查故障管区域。
3、过电压保护：可任意整定，当成套装置的输出电压值达到保护整定值时，自动切断输出，并在屏幕上提示报警。
4、短路（过流）保护：当变频柜输出短路或输出电流达到保护整定值时，可自动切断输出，并在屏幕上提示报警。
5、击穿闪络保护：当高压侧发生放电或对地闪络时，可自动切断输出。
6、零位保护：必须零起升压，否则输出不会启动。
7、掉电保护：当输入电源突然断电时，系统利用电路中的剩余电量及时关闭输出信号，确保系统安全关闭。
8、失谐保护：当被试品因内部缺陷而参数发生变异导致试验系统失谐，控制箱自动关闭输出。
9、超温保护：出入口风温实时显示在屏幕上，并根据环境温度的不同由单片机进行数据处理，如变频柜超温，将发出报警信息。
10、功效保护（功率曲线保护）：通过测量输出电压、电流之比，监测负载阻抗。如阻抗低于设定值，保护将动作，自动切断高压输出，防止变频柜过流。并屏显上提示重新调整励磁变输出，达到合适的阻抗匹配再进行试验。
11、冷却风机联动保护：当风机因故障不能运转时，变频电源则不能启动或自动切断输出。同时具备风机电源相序自动识别功能，无需换相。
12、输出电压限制功能保护：当设定高压电压，在试验中，当误操作升高电压或者有异常情况发生时，确保输出的电压不会超过设定的高压电压。
13、运输抗震保护：在变频柜体底部设计有抗震动的碟型弹簧，缓冲路面不平引起的震动。
14、缺相保护：当输入电源缺相时，无法正常工作时，屏幕上显示缺相，同时关闭系统。
15、变频器过载保护：当输出电流超过整定电流时，控制箱自动关闭变频电源的输出，此时有相应的提示。
16、控制箱全隔离操作安全保护
在进行试验时，如出线控制箱及光纤故障，变频电源柜保护部分自动动作，切断输出，保证人身、试品安全。
17、并联续流保护功能
变频电源具备反向续流回路，当并联使用状态下，一台变频电源故障，切断输出的情况下，另一台变频电源的反向续流回路能够在纳秒级内工作，增加正常工作变频电源的输出功率，使整个试验回路不突然断电，防止对试品造成冲击，能够使输出自动匀速降低至零。

1.3测量显示

1、分别显示每个功放桥臂电压的显示，能够监控主机的工作状况；
2、变频电源的输出电压、电流、频率、输出电压和输出电流的相位及输出电压波形显示；
3、出口风温显示；
4、显示输出波形；
5、各类保护动作显示；
6、可以采用三种语言显示：“中文简体”、“中文繁体”、“英文”。

1.4进口器件品质保证：
 

智能控制箱

 

(二)无局放励磁变压器HZJL(W)-150kVA/2×10kV；2×35kV/2×300V；2×350V；2×400V    1台

额定容量：150kVA；
低压绕组额定电压：2×350；
低压侧最大输入电流：375A；
工作频率：30~300Hz；
高压绕组额定电压：2×10kV、2×35kV(采用抽头方式输出高压电压，其中2×10kV可以用于GIS、电缆等设备交流耐压试验，2×35kV可以用于变压器局放试验)；
绝缘水平：低压绕组对地：5kV/1min；
高压绕组对地：1.2U0/1min；
局部放电量：≤10pC；
阻抗电压：≤5%；
噪声水平：≤65dB；
冷却方式：ONAN；
额定温升(额定容量运行90min)：绕组温升小于65K，顶层油温升小于45K；允许连续运行时间：额定电压、额定电流下连续运行大于90min；
励磁变压器的主要作用：在变压器局部放电试验或串联谐振耐压试验时，将励磁变压器输出抬高至合适的电压，加至被试变压器低压侧或电抗器低压侧，且励磁变压器变比选择要合适，尽量使变频电源输出电压接近350V(此时变频电源利用效率最佳)。
励磁变压器输入为双绕组，额定电压350V，每个绕组有400及450V抽头，可串、并联使用；输出也是双绕组，每个绕组输出电压：10kV、35kV，高压绕组出线采用20kV及35kV套管，油箱顶部出线。可分段使用。额定频率50Hz。
使用工况如下：

被试变压器低压侧电压	1.5Um/√3	1.7Um/√3	励磁变变比	加压方式	1.5Um/√3 变频电源输出	1.7Um/√3 变频电源输出
10kV	15kV	17kV	20/0.4(10kV输出串联)	单端加压	300V	340V
20kV	30kV	34kV	25/0.45(10kV接地，尾端悬空，35kV输出)	对称加压	270V	306V
22kV	33kV	37.4kV	25/0.45(10kV接地，尾端悬空，35kV输出)	对称加压	297V	336V
24kV	36kV	41kV	25/0.4(10kV接地，尾端悬空，35kV输出)	对称加压	288V	328V
27kV	40.5kV	46kV	25/0.35(10kV接地，尾端悬空，35kV输出)	对称加压	283V	322V
35kV	52.5kV	60kV	35/0.4	对称加压	300V	343V

 

5kV输出主要用于110kV、220kV电缆交流耐压试验要求
 

2.1结构设计要求

无局放励磁变压器采用油浸铁壳式；高、低压绕组及铁芯间均设静电屏蔽层，既为励磁变压器，又是隔离变压器；变压器上部设油枕并安装有吸湿器；变压器在面板上设油坑，埋设测油温用温度计；在变压器油枕上安装油位指示器。
变压器的组、部件如套管、阀门和储油柜等的结构及布置位置，不防碍吊装、运输及运输中紧固定位，同时与变压器高压、低压套管有足够的电气安全距离，在使用时不产生局部放电和电晕放电。
变压器器身上应有可承受变压器总重的吊钩(及固定拉环)，上面板上应有对称布置的吊环，配套运输固定装置，同时应提供高、低压绕组的联接铜母线。
变压器有符合国标的铭牌，铭牌用耐腐蚀材料制成，字样、符号清晰耐久，铭牌在设备正常运行时其安装位置明显可见。
变压器内部结构应在经过正常的铁路、公路运输、吊装后紧固件不松动。

 

(三)无局放补偿电抗器 HZDK(B)-210/35 2台
3.1技术参数

额定电压： 35kV
额定电流： 6A
额定容量： 210kVAr
额定电感量： 9.3H
绝缘水平： 1.1Un/min
局部放电量： 额定电压下的局部放电量≤10pC
噪音水平： ≤65dB
连续工作时间： 额定电流下连续工作时间180min
尺寸及重量： 约700×1000mm；400kg
 

3.2结构设计要求

电抗器采用铜导线绕组，油浸自冷式。
采用环氧树脂绝缘筒外壳，具有足够的电气、机械强度、必要的散热能力以及油热胀冷缩的裕度。电抗器配备可靠的起吊专用设施。外壳喷涂蓝色绝缘漆。
电抗器有绝缘底座×2只，满足电抗器串并联使用；底座拆装方便，有起吊装置。电抗器油采用＃25变压器油，工作时无变形无渗漏。电抗器有承受其重量的专用起吊装置和运输时的固定设施。电抗器内部结构考虑在经过正常的铁路、公路运输后相互位置不变，紧固件不松动。有额定电压、电感、工作频率、重量等的铭牌标识。

(四)无局放电容分压器HZFY(W)-300pF/100kV   1节

额定电压：100kV；
电容量：C1=300pF(±5%)；
工作频率：30~300Hz；
系统测量误差：≤1.0%；
分压比：1500:1；
绝缘水平：120kV/1min；
介质损耗：≤0.05%；
温度系数：≤±5×10-4K；
结构：C1为环氧筒外壳油纸绝缘结构电容器；
C2选用温度系数、频率系数和C1相同的材料。最大频率分压比与最小频率分压比之比值≤1.005高、低压臂的电容采用相同的材料，温度系数小，角位移小，30~300Hz范围内分压比不变。分压器总体局部放电量：≤10pC；
均压环：铝合金材料，便于拆装，有包装箱方便运输。

 
(五)HZ-303多功能峰值电压表      1台

分压器配有智能峰值表，可进行计量传递，方便校验。
采样方式：单片机逐点交流采样，16位高速工业级A/D转换。
智能峰值电压表具有过压保护功能，可任意设定过压保护定值并显示，通过常开和常闭接
点用于报警或跳闸，相当于起到放电球隙的作用。

 
(六)局部放电检测仪HZJFD-2000A        1台

       HZJFD-2000A数字式局部放电检测仪是采用全新技术实现的新一代高性能数字化局放测量分析仪器，是传统模拟局放仪的替代产品。其各种独创的抗干扰技术使您可以在强干扰环境下进行准确测量；友好的用户界面和高速采样刷新速率，具有模拟式局放仪的视觉效果；提供的多种波形分析、记录手段使您很容易判断放电的性质；各种试验数据的自动记录和处理，能够很快生成图文并茂的测试报告；采用双通道嵌入式系统，TFT触摸屏，系统稳定可靠，故障率低。系统综合运用了计算机技术、模拟电子技术、高速信号采集技术和先进的数字信号处理及图形显示技术，完成局部放电的自动测量和分析。适用范围、检测方法、试验回路、技术性能参数等完全符合国际标准IEC270、国家标准GB7354-2003《局部放电测量》(PartialDischargemeasurements)和《电力设备局部放电现场测量导则》DL417-91标准要求

六、供货清单

序号	设备名称	型号及规格	单位	数量
1	无局放变频电源	HZ-150kW	套	1
2	无局放励磁变压器	HZJL(W)-150kVA/2×10/35kV	套	1
3	无局放补偿电抗器	HZDK(W)-B210kVA/35kV	台	2
4	无局放电容分压器	HZFY(W)-300pF/100kV	台	1
5	多功能峰值电压表	HZ-303	台	1
6	局部放电测试仪	HZJFD-2000A	套	1
7	串联谐振测试线		套	1
8	出厂检验报告		份	1
9	使用说明书		份	1
10	产品合格证		份	1
11	装箱清单		份	1

 

七、参考实验标准

GB10229	电抗器
GB1094	电力变压器
JB/T9641	试验变压器
GB/T311.1	高压输变电设备的绝缘与配合
GB/T16927	高电压试验技术
GB7354	局部放电测量
GB4208	外壳防护等级
GB/T15164	油浸式电力变压器负载导则
GB2900	电工名词术语
GB5273	变压器、高压电器和套管的接线端子
GB2536	变压器油
GB7328	变压器和电抗器的声级测量
GB5027	电力设备典型消防规程
GB10237	电力变压器绝缘水平和绝缘试验外绝缘的空气间隙

 

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
DL／T848.3-2004	高压试验装置通用技术条件第3部分：无局放试验变压器
GB4793-1984	电子测量仪器安全要求
GB/T2423.8-1995	电工电子产品基本环境试验规程
GB/T3859.1－1993	半导体变流器基本要求的规定
GB/T3859.2-1993	半导体变流器应用导则
GB50150-2006	电气装置安装工程电气设备交接试验标准