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新产品 | HZCJ-100kV/5kJ 雷电冲击测试系统(含全波) -- 赫兹电力

发布时间:2024-09-14 11:30:08人气:
产品名称:雷电冲击测试系统含全波
产品型号:HZCJ-100kV/5kJ
 
一、前言
       
在全球电力基础设施日益完善的时代背景下,电力系统的安全稳定运行已成为各国关注的焦点。雷电作为一种极具破坏力的自然现象,对电力系统的安全构成了严重威胁。为了确保电力设备在雷电冲击下的可靠性与稳定性,雷电冲击测试成为不可或缺的关键环节。
       
       随着国家电网容量的提升和设备制造和生产水平提高,国家电网公司对所配置的产品质量要求越来越严格,国家电网下属各省公司开始配置抽检实验室,对中标单位产品实施抽检工作,以提升配套输配电设备的质量;各输配电生产企业为了提高试验检测能力和效率;也开始更为关注检测设备自动化、智能化程度,从而保证出厂测试数据的公正和有效性;对于电力试验检测中心高压试验检测设备的数字化、智能化、网络化、信息化、数据集控化管理已经逐步成为电力设备生产企业追求的目标。
       
       雷电冲击测试系统主要用于对电力系统设备、绝缘材料等进行雷电冲击试验,以检验其耐受雷电冲击的能力。本方案针对100kV/5kJ的雷电冲击测试系统进行设计,旨在为客户提供一套安全、可靠、高效的试验设备。
 
二、技术方案说明
       本项目位于内蒙古省。本技术方案满足贵公司10kV 及以下的开关柜、环保充气柜、断路器的雷电冲击测试。
       依据国标和 IEC 标准,10kV 及以下的环网柜做雷电冲击试验时参考以下数据:
 
电压等级 开关柜配套断路器(相间) 开关柜配套断路器(断口)
12 75 85
24 125 145
40.5 185 185/215
 
       根据以上表格,雷电冲击试验的试验电压最高为85kV,我们考虑到充电效率,以及设备本体的损耗,也考虑不同海拔的修正系数,也适当的放一些裕量,所以我们将雷电冲击试验系统的整体设备参数定为 100kV,5kJ。

三、设备交付后可以实现的功能
       本产品适用于电力变压器、高压开关设备、空气间隙、绝缘子串、套管、开关等试品进行标准雷电冲击电压全波电压试验。
 
四、实现技术方案需满足的外部条件说明
       根据国标要求及科学论证我们得出结论雷电冲击波形干扰主要来源于以下情况:
接地系统干扰:
1、接地电阻过大或测试设备与地之间的接地电阻不均匀,会导致电位差,从而引起干扰。
2、当测试系统和其他设备之间存在多个接地连接点时,可能会形成地环路。地环路中的电流流动可以产生干扰电压,影响测试信号。
3、接地系统可能受到电网中的瞬态电压(如雷击、开关操作引起的电压尖峰)的干扰,这些干扰会通过接地线传播到测试系统。
4、接地系统的接地电位可能因土壤湿度、温度变化、接地材料的老化等原因而波动,导致接地效果不稳定。
 
基于以上几种情况我们建议客户采取以下方案
接地电阻需小于0.5欧姆,我们建议贵公司提前准备好良好的独立接地系统。
海拔高度不超过1500m。
环境温度:-15~+50℃。
空气相对湿度:≤90%。
无导电尘埃。
无火灾及爆炸危险。
不含有腐蚀金属和绝缘的气体存在。
电源电压的波形为实际正弦波,波形畸变率<5%。
安装使用地点:户内使用,可移动。
系统电源:对于本系统充电电压为V1=10kV,充电电阻为100kΩ,系统损耗为5kW,P1=(10kV)²/100kΩ=1kW,P总=1kW +5kW=6kW。
 
五、本方案引用的技术标准
GB311.1高压输变电设备的绝缘配合
GB/T16927.1高电压试验技术一般试验要求
GB/T16927.2高电压试验技术测量系统
GB/T16896.1高电压冲击试验用数字记录仪
JB/T 7616 高压线路绝缘子陡波冲击耐受试验
DL/T 557高电压线路绝缘子陡波冲击试验、定义、试验方法和判据
ZBF 24001冲击电压试验实施细则
 
六、雷电冲击测试系统技术方案说明
6.1产品组成
6.1.1 HZCJ-100kV/5kJ冲击电压发生器本体
 
脉冲电容器 0.5uF/100kV 1 只
波头电阻(每套 2 只) 1套
波尾电阻(每套 2 只,包括备件 1 只) 1套
充电电阻(每套 2 只) 1 套
放电球隙(每套 2 只) 2套
自动接地装置(包括保护电阻) 1 套
底盘 1 套
绝缘支柱 4根
电动机 2台
球间隙传动测距机构 1 套
 
6.1.2 HZFY-100kV/300PF弱阻尼电容分压器
 
高压臂脉冲电容器 100kV/300PF 1 只
低压臂 1 只
底盘 1 套
高压电极 1 只
双屏蔽测量电缆 1 根
 
6.1.3 HZ-LGR100kV/50mA 直流充电装置
 
充电变压器 1 台
充电保护电阻 1 只
高压硅堆 2 只
电动极性装置 1 套
直流电阻分压器 1 只
 
6.1.4 HZMS-6000计算机测量与控制(光纤)系统
 
计算机控制台(隔离电源) 1
PLC 1
同轴线 2 根
计算机显示器键盘鼠标 1套
TBS 示波器 1
 
6.2产品参数
6.2.1 雷电冲击发生器
型号:HZCJ-100kV/5kJ
标称雷电波冲击电压:±100 kV
标称容量(能量):5kJ
总脉冲电容量:1uF;
级电容:0.5μF,100kV干式全绝缘封装;
级电压:100kV;
级数/级容量:2/2.5kJ;
冲击电压发生器效率:η≥97%;
冲击输出电压:100kV peak;
最低输出电压: >10%Un;
同步放电失控率:<2%;
同步范围:20%;
输出波形:1.2μs±30%,50μs±20%标准雷电冲击电压全波;        
使用持续时间:
(1)在70%额定电压以上,每90秒充放电一次可连续运行;
(2)在70%额定电压以下,每60秒充放电一次可连续运行;
(3)在60%级电压以下,每25秒充放电一次可连续运行;
(4)在30%级电压以下,每15秒充放电一次可连续运行;
幅值调节误压差小于1%,最低输出电不大于10%设备标称电压;
同步误动率:小于1%;

 
6.2.2整流充电电源(与冲击本体一体化)
型号:HZ-LGR100kV/50mA
额定电压:Un = ±100kV DC (正或负极性);
额定电流:In = 50mA (额定电压下);
反向耐压:≥200kV;
充电方式:恒流充电;
电压控制:可控硅模块调压,调压范围0~100% Un,自动调节电压并微调;
充电电压不稳定度:≤±1.0%;
充电电压与基准电压的偏差:≤±1.0%;
电压调节精度:0.1kV;
输入电压:220V两相电压,50/60Hz;

6.2.3弱阻尼电容分压器
型号:HZFY-100kV/300PF
额定电压:100kV
额定电容:300pF
标称电压:100kV;
响应时间:≤50nS;
过冲:≤20%;
精度:≤±1%;
电容量:300pF;
弱阻尼电容分压器的方波响应特性同时满足GB311.1、GB/T 16927最新标准要求。

 
6.2.4 测量设备
型号:HZMS-6000数字化冲击测量系统
波形测量:光纤传输高速采集卡
最高采样率2.0GS/s,带宽100MHz
最大记录长度(k/通道):10k
最高输入量程(V):200
通道输入阻抗(MΩ/20pF):1
波形分析:工业控制计算机(WIN7 操作系统)
冲击测量专用软件包:
冲击波形参数计算及显示,波形比较功能,波形的放大、缩小及平移,波形的存储及调用,波形的成图及报告编写。


 
赫兹电力冲击电压发生器的特点和优势
 
       本公司发生器的结构采用瑞士HAEFELY公司SGS系列的主回路设计,从而实现了整体超小型。采用每分钟一转的低速齿轮齿条传动机构调整各级球隙,不仅无噪声、磨损小,而且定位快速、准确。
       采用弹簧压接、方便拔插的调波电阻固定机构,保证了接触的可靠性,使输出波形光滑无毛刺。配合控制系统的脉冲放大器可使同步球隙具有20%以上的触发范围,保证触发的可靠性,全自动控制方便可靠。同步球隙的触发无极性效应,无须双边触发。

主电容器
       主电容器采用高密度固体电容器,直流工作电压为±100kV,电容器固有电感小于0.2μH,重量轻,体积小。电容器在正常工作状态和工作环境下凹凸变形小于1mm。电容器为固体绝缘介质和外壳干式全绝缘封装,不存在漏油、变形等问题。

调波元件
       波头、波尾电阻具有足够的热容量,可保证发生器长时间连续运行。充电电阻具有足够的热容量,可保证发生器长时间连续运行。波头、波尾电阻采用板形结构,使用康铜丝无感绕制而成,外部采用绝缘树脂真空浇铸,接头为弹簧压接式,易于安装。波头、波尾电阻的连接头采用3mm不锈钢线切割制造。

控制、保护系统
       采用全自动控制系统为冲击电压发生器主体部分提供各种控制,完全满足冲击试验的各种控制功能。与设备主体的连接采用两芯光缆。全自动控制系统以可编程控制器为核心器件,因而控制器的体积非常小巧,控制器可实现手动控制和自动控制。使用专用软件包可进行计算机控制,从而实现智能化操作。专用软件包可以与测量和波形分析用的峰值电压表、示波器等配合使用,实现冲击电压试验系统计算机测控一体化。

控制系统具备以下控制功能
       采用PLC技术,使用两芯光纤传输控制命令和反馈设备状态,因而避免了电磁干扰,提高了控制系统和计算机的安全性。控制功能具有手动、全自动和程序控制功能,各层次功能相对独立,确保系统的可靠性。采用可控硅调压方式,具有充电电压反馈测量系统。点火球隙及截波球隙距离可手动及全自动调整,并在液晶面板上显示。具有可调时延的截波触发脉冲,并具有发生器点火触发的反馈系统。采用函数控制恒流充电方式,充电电压的稳定度可达到0.5%。液晶面板可指示冲击发生器的充电电压及充电过程,精度为1%。可由液晶面板直接输入充电电压和充电时间。具有充电异常保护功能,可全自动或手动发出触发点火脉冲。
       冲击发生器工作状态的指示,如自燃、未触发、充电异常、充电稳定等。设备主体及充电部分接地和接地解除控制。可自动或手动控制充电电压的充电过程可自动或手动响警铃报警具有过电流和过电压自动保护。

隔离滤波屏蔽设计
       同步球隙第一级采用二电极球隙触发,触发范围大于20%。

安全接地系统
       采用电磁铁自动接地机构通过一个接地电阻将发生器第一级电容接地。接地操作与充电控制具有连锁保护,确保操作安全正常。

自动换极性(选配)
       赫兹电力雷电冲击采用自动换极性的技术。其优点第一是比较安全,避免现场人员用手去触摸硅堆。其次是在进行冲击试验过程,需要正负极性轮换去打冲击电压,如果每次豆需要试验人员去调换极性,不仅不安全,也会影响试验的效率。

数据传输
       本设备采用光纤进行数据传输,而同行基本使用同轴线,我们的优势就是数据传输更快,更准确。

自动球距(选配)
       本公司的雷电冲击设备,采用电机加丝杆传动的方式,可以达到设定完电压之后,球距自动调整的效果,也就是说,只需要我方现场调试完毕后,客户基本上不会再担心球距的问题。而大部分同行采用的是气缸传动的方式,这个方式的缺点就是上下两个气缸有时会因气体压力不一致,铜球接触速度也会不一样,导致放电不同步,打出来的波形也不好看。

硬件设计
       我方在电控部分采用PLC加继电器的方式来控制整个系统,仅从外观上就可以看出来我们对比同行的优势,另外我们采用此种方式是经过多次计算,试验得出的最优解。而部分厂家采用的是集成的电路板,虽然外观看着更简洁,但是实际起来就会出现很多意想不到的问题,比如客户现场接地不好,电路板就会很容易被击穿,一旦电路板被击穿,只能返厂维修,这个时候就会给客户的使用带来很大的不方便。

优异的材质
       最后一点,也是外观上比较容易分辨的,就是我们的材料。我们的电容支撑柱全部是特别定制的高强度环氧树脂柱,地板采用全封闭焊死的结构,包括其他的零配件,材料都可以用肉眼分辨出与同行的差异性。

全自动冲击测量控制操作画面


七、生产环境及元器件展示
 



八、交付图片案例








九、技术服务、包括培训、安装指导等
9.1技术服务宗旨
坚持“客户至上”原则
在此次项目的技术支持与服务中,始终坚持我们公司一贯的质量管理方针,坚持“用户第一,优质、可靠、适用”的服务原则,保证为用户提供完善周到的售后服务和技术支持。
始终以“快速响应、达到满意、超过期望”为我司的服务宗旨。
我司有着非常完善的技术服务团队,有专门的技术人员负责对客户进行全方位的技术支持和服务,从电话咨询、传真、邮件,直到用户现场服务,我们一贯秉承以最快的速度响应客户需求。
 
9.2服务计划
9.2.1售前技术服务
1.设立专业的咨询团队,为客户提供详细的技术解答,针对产品我们将会为用户进行产品展示活动和线上演示,让客户直观了解产品性能和特点。
2.为用户提供相关产品的资料,当好用户的参谋,根据客户需求,提供个性化的解决方案和建议。
9.2.2售中技术服务:
1.保持与客户的密切沟通,及时反馈订单进度和相关信息。
2.安排专业人员跟进项目实施,提供现场技术服务,使所供设备安全、正常投运,派出合格的现场服务人员,不称职无条件更换。保障产品安装、调试等工作的顺利进行。
9.2.3售后技术服务:
1.提供定期的回访服务,了解客户使用产品的情况和满意度。
2.设立专门的售后服务热线和在线平台,确保客户能及时反馈问题。
3.参加现场开箱验收,若发现问题及时解决,快速响应客户的售后需求,及时安排维修、更换等服务。
4.配合安装单位对设备的落位,并列,安装等进行现场指导,以及后续为客户提供产品升级和维护的相关信息和建议。
5.对主要元件进行抽测。
6.配合初次试验。
 
9.3培训和设备检验
9.3.1贵公司会议室理论培训
我公司会派遣技术精湛的技术人员前往贵公司,对贵公司技术人员展开技术指导与培训工作,技术指导分为理论培训和实操,我们会准备详细的PPT进行理论讲解,促使需方技术人员能够获取关于操作、调试以及维修等全面的知识。在培训或指导操作的过程中,我公司会向客户使用人员提供必要的检验仪器、工具以及技术资料。
 
贵公司会议室理论培训计划表
序号 技术服务内容 计划人数 派出人员构成 地点
职称 人数
1 理论培训 不定人数 工程师 1人 厂内会议室
2 操作 不定人数 工程师 1人 厂内会议室
3 日常维护保养 不定人数 工程师 1人 厂内会议室
4 维修及分析 不定人数 工程师 1人 厂内会议室
 
 
9.3.2贵公司会议室理论培训
我公司会派遣技术精湛、称职的技术人员前往贵公司现场,进行指导安装以及调试(涵盖性能和验收试验)、操作、维护等技术服务。我公司的现场技术人员会详细地阐释技术资料、图纸、工艺流程、操作步骤、设备性能以及维修方法,同时帮助解决需方的相关技术问题。此外,我公司现场技术人员还会指导或协助培训需方人员进行安装、调试、操作、维修、分析以及检验等工作。
 
贵公司车间现场理论培训计划表
序号 技术服务内容 计划人数 派出人员构成 地点
职称 人数
1 现场培训 不定人数 工程师 1人 厂内现场
1 指导安装 不定人数 工程师 1人 厂内现场
2 调试 不定人数 工程师 1人 厂内现场
3 操作 不定人数 工程师 1人 厂内现场
4 日常维护保养 不定人数 工程师 1人 厂内现场
5 维修及分析 不定人数 工程师 1人 厂内现场

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