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(jī)及其它容性設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)都必須嚴(yán)格按試驗(yàn)規(guī)程定期進(jìn)行。在工頻條件下，由于被試品電容量較大，或者試驗(yàn)電壓要求較高，對(duì)試驗(yàn)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(chǎng)搬運(yùn)，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(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
本XB-L調(diào)感型諧振裝置是針對(duì)電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發(fā)電機(jī)的交流耐壓試驗(yàn)需要而設(shè)計(jì)的。本諧振試驗(yàn)裝置采用調(diào)整頻率的方式來(lái)完成諧振，可方便、準(zhǔn)確的找到諧振點(diǎn)。系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)可以達(dá)到20～80，系統(tǒng)輕巧簡(jiǎn)便，可任意組合。本諧振試驗(yàn)裝置采用了多重保護(hù)措施，使得試驗(yàn)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(yàn)電壓波形完全滿足試驗(yàn)規(guī)程的要求。
XB-L調(diào)感型諧振裝置采用多級(jí)疊加的方式，多臺(tái)電抗器可并聯(lián)、串聯(lián)使用，分壓器既用來(lái)測(cè)量試驗(yàn)電壓，也可以作為小電容量試品的補(bǔ)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(yàn)。
我公司的諧振電抗器，有可調(diào)和固定兩種形式，在對(duì)一些特定的產(chǎn)品試驗(yàn)時(shí)（例如發(fā)電機(jī)），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(jī)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(chǎng)搬運(yùn)。因此，它是現(xiàn)場(chǎng)各種高壓設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)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(lì)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(shí)，電路即達(dá)到諧振狀態(tài)。此時(shí)裝置能在較小的勵(lì)磁電壓Ue下，在被試品CX上產(chǎn)生幾十倍于Ue的電壓UX。回路諧振后，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(lái)調(diào)節(jié)試驗(yàn)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(diǎn)
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(gè)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(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)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(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)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(yàn)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(duì)被試品的誤擊穿。
4. 防止大的短路電流**故障點(diǎn)。在諧振狀態(tài)，當(dāng)被試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，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(yàn)電流的1/Q。而采用并聯(lián)諧振或者傳統(tǒng)試驗(yàn)變壓器的方式進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)，又不存在大的短路電流**故障點(diǎn)的憂患。
5. 不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。被試品發(fā)生擊穿閃絡(luò)時(shí)，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(hù)回路動(dòng)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(yàn)電壓： 0～1000kV 交流有效值
l 輸出試驗(yàn)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(jī)、GIS等設(shè)備。
l 工作制： 滿功率輸出下，連續(xù)工作時(shí)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(duì)濕度： <95%RH，無(wú)凝露
l 海拔高度： 2000m以下
整套試驗(yàn)設(shè)備可根據(jù)被試品電容量的不同，確定由單個(gè)或多個(gè)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(lì)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(tái)諧振器的技術(shù)規(guī)范）
l 單臺(tái)電抗器額定工作電壓：20kV、40kV、60kV（有效值）
l 單臺(tái)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(cè)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(shuō)明
圖 2
l 電源開(kāi)關(guān)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)部分的電源供給。
l 電源指示：總電源上電指示，空氣開(kāi)關(guān)合上時(shí)點(diǎn)亮。
l 故障復(fù)位：負(fù)載失諧、變頻源過(guò)熱以及其它保護(hù)動(dòng)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(yàn)接線布置
1、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)接線布置
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)接線布置原理示意圖如圖1所示。
按照箱體上的標(biāo)識(shí)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(lì)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(lì)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(lì)磁變壓器的高壓輸出端，**（上端）的端子接下一臺(tái)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(méi)有高壓端的電壓顯示、失去保護(hù)功能。
2、布置試驗(yàn)接地線的注意事項(xiàng)
由于被試品的電容量較大，試驗(yàn)電壓較高，若在試驗(yàn)時(shí)試品擊穿或發(fā)生高壓引線對(duì)地放電，在電纜的接地端處，試驗(yàn)接地線和控制箱外殼等處，可能會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)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(guò)電壓保護(hù)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(hù)措施：
l 試驗(yàn)設(shè)備（諧振電抗器、分壓器、勵(lì)磁變壓器等）應(yīng)盡量靠近被試電纜頭，減少試驗(yàn)接地線的長(zhǎng)度，即減少接地線的電感量。
l 采用一點(diǎn)接地式試驗(yàn)接地線組。特別注意試驗(yàn)接地線應(yīng)盡可能的短，不要任意延長(zhǎng)接地線長(zhǎng)度。
l 試驗(yàn)時(shí)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(shí)，可能有輕微的刺痛感。有條件時(shí)，建議操作人員站在橡膠絕緣墊上工作。
七、操作說(shuō)明
（一）準(zhǔn)備工作
1. 布置試驗(yàn)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(wú)破損、斷路和短路等現(xiàn)象。接線及檢查的過(guò)程中確認(rèn)空氣開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)的狀態(tài)。
2. 按圖1所示聯(lián)接各部件，各接地點(diǎn)應(yīng)一點(diǎn)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(wú)誤的情況下打開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)，打開(kāi)面板電源開(kāi)關(guān)。
（二）基本操作
開(kāi)機(jī)后，液晶的顯示界面如圖3所示。
點(diǎn)擊“設(shè)置”， 液晶的顯示界面如圖4所示。
圖4
1. 試驗(yàn)頻率：選擇自動(dòng)調(diào)諧時(shí)的頻率區(qū)間，自動(dòng)調(diào)諧時(shí)在此區(qū)間內(nèi)掃頻。
2. 輸出電壓：設(shè)置調(diào)諧時(shí)輸出電壓的初此值。
3. 試驗(yàn)電壓：設(shè)置試驗(yàn)電壓的*高值。
4. 報(bào)警電壓：設(shè)置試驗(yàn)電壓的極限值，電壓超過(guò)時(shí)自動(dòng)終止試驗(yàn)。
5. 報(bào)警電流：設(shè)置輸出電流的*高值。
6. 運(yùn)行時(shí)間：設(shè)置試驗(yàn)電壓的加壓時(shí)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(dòng)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(shí)顯示需要值。
11. 退格：改變?cè)O(shè)置位數(shù)。
12. 返回：設(shè)置完成后返回到圖3界面。
（三）試驗(yàn)操作
1、自動(dòng)試驗(yàn)：
各項(xiàng)設(shè)置完成，選擇自動(dòng)，進(jìn)入圖5界面，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，則自動(dòng)進(jìn)行調(diào)頻、升壓、計(jì)時(shí)、降壓、切斷輸出。
圖 5
界面依次如下：調(diào)諧
升壓：
計(jì)時(shí)：
降壓：
試驗(yàn)完成：
在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，均有相關(guān)界面顯示。
2、手動(dòng)/半自動(dòng)試驗(yàn)：
各項(xiàng)設(shè)置完成，選擇手動(dòng)，進(jìn)入圖6界面，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，則可以進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)調(diào)頻、手動(dòng)升降壓。
圖6
半自動(dòng)試驗(yàn)：點(diǎn)擊“調(diào)諧”，則自動(dòng)調(diào)諧，調(diào)諧完成后點(diǎn)擊電壓“加、減”手動(dòng)升壓。
手動(dòng)試驗(yàn)：點(diǎn)擊頻率“加、減”，則手動(dòng)調(diào)諧，調(diào)諧完成后點(diǎn)擊電壓“加、減”手動(dòng)升壓。
另注手動(dòng)試驗(yàn)操作方法；當(dāng)調(diào)諧完成后，點(diǎn)擊電壓“加”電壓升到20%電壓值，點(diǎn)擊頻率“加、減”，點(diǎn)擊時(shí)不要讓手指長(zhǎng)時(shí)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(shí)頻率變化；同時(shí)配合點(diǎn)擊電壓“加”梯形升電壓，點(diǎn)擊頻率“加、減” 變化讓高電壓達(dá)到試驗(yàn)電壓。試驗(yàn)電流作參考值監(jiān)視，人工自行計(jì)時(shí)。
八、注意事項(xiàng)
l 本試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)由高壓試驗(yàn)專業(yè)人員使用，使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明書(shū)，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(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守本單位有關(guān)高壓試驗(yàn)的**作業(yè)規(guī)程。
l 為了保證試驗(yàn)的**正確，除必須熟悉本產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)外，還必須嚴(yán)格按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)操作。
l 各聯(lián)接線不能接錯(cuò)，否則可導(dǎo)致試驗(yàn)裝置損壞
l 本裝置使用時(shí)，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(dòng)的可能性：
急停、故障保護(hù)、失諧保護(hù)后，沒(méi)有按“故障復(fù)位”；
l 不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧進(jìn)程，是因?yàn)椤扒岸穗妷骸钡闹翟?span lang="EN-US">10V到 50V的范圍外。