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一、VLF3000-80KV1.1HZ超低頻高壓發(fā)生器系列產(chǎn)品及選用

1、命名說明

2、系列產(chǎn)品                         表1

3、根據(jù)被試對向選擇適當(dāng)規(guī)格的產(chǎn)品。

使用時，試品電容量不得超過儀器的額定容量。試品電容量過小，會影響輸出波形。若小于0.05µF，儀器將不能正常輸出。可并聯(lián)0.1 µF的電容輔助輸出。下面是一些設(shè)備的電容量，供用戶參考。

不同發(fā)電機的單相對地電容量                          表2

交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(µF/km)    表3

4、試品電流的估算方法：

計算公式：　Ｉ＝２πfＣＵ

二、VLF3000-80KV1.1HZ超低頻高壓發(fā)生器絕緣耐壓試驗原理

超低頻絕緣耐壓試驗實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。我們知道，在對大型發(fā)電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量，所以需要很大容量的試驗變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設(shè)備，不但笨重，造價高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗頻率，從而降低了試驗電源的容量。從國內(nèi)外多年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設(shè)備的體積大為縮小，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗程序大大地減化，與工頻試驗相比好的性能更多。這就是為什么發(fā)達國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部以委托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據(jù)我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機、電力電容器的交流耐壓試驗之中。

三、VLF3000-80KV1.1HZ超低頻高壓發(fā)生器產(chǎn)品簡介

本產(chǎn)品接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻先進技術(shù)，采用微機控制，升壓、降壓、測量、保護全部自動化，并且在自動升壓過程中能進行人工干預(yù)。由于全電子化，所以體積小重量輕、大屏幕液晶顯示，清晰直觀、打印機輸出試驗報告。設(shè)計指標(biāo)全部全部符合《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用十分方便。現(xiàn)在國內(nèi)外均采用機械式的辦法進行調(diào)制和解調(diào)產(chǎn)生超低頻信號，所以存在正弦波波形不標(biāo)準(zhǔn)，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設(shè)備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進行放電整形，所以設(shè)備的整體功耗較大。本產(chǎn)品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點需要特別說明：

電流、電壓數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)采樣獲得，所以數(shù)據(jù)真實、準(zhǔn)確。

過壓保護：當(dāng)輸出超過所設(shè)定的限壓值時，儀器將停機保護，動作時間小于２０ms。

過流保護：設(shè)計為高低壓雙重保護，高壓側(cè)可按設(shè)定值進行精確停機

保護；低壓側(cè)的電流超過額定電流時將進行停機保護，動作時間都小于２０ms。

★ 高壓輸出保護電阻設(shè)計在升壓體內(nèi)，所以外面不需另接保護電阻。

由于采用了高低壓閉環(huán)負反饋控制電路，所以輸出無容升效應(yīng)。

四、VLF3000-80KV1.1HZ超低頻高壓發(fā)生器技術(shù)參數(shù)

1、輸出額定電壓：參見表1

2、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。

3、帶載能力：參見表1    0.1  Hz  *大1.1µF

0.05 Hz  *大2.2µF

0.02 Hz  *大5.5µF

4、測量精度：３%

5、電壓正，負峰值誤差：≤３％

6、電壓波形失真度：≤５％

7、使用條件：戶內(nèi)、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH

8、電源：交流50 Hz，220V ±5%

9、電源保險管：參見表1

五、VLF3000-80KV1.1HZ超低頻高壓發(fā)生器結(jié)構(gòu)說明

1、控制器面板示意圖  

                           圖1

圖1中各部件示意以及功能說明：

(1)“地"：接地端子，使用時與大地相連。

(2)“控制輸出"：輸出多芯插座，使用時與升壓體的輸入多芯插座相連。

(3)“對比度"：對比度調(diào)節(jié)旋扭，用于調(diào)節(jié)液晶顯示器的對比度。

(4)“功能鍵"：其功能由顯示器提示欄對應(yīng)位置提示。

(5)“AC220V"：電源輸入插座，內(nèi)藏保險管。

(6)“開關(guān)"：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時亮，關(guān)時熄。

(7)“打印機"：打印測試報告。

(8)“液晶顯示器"：顯示測試數(shù)據(jù)。

2、升壓器結(jié)構(gòu)示意圖

                 圖2

六、操作說明

1、連線方法

                    圖3　（連線圖）

連線說明：用本產(chǎn)品隨機配備的兩根專用線和接地線按圖3的方法連接。電源插座用電源線連至50Hz/220V的交流電上。

2、操作程序

(1) 開機。(注意:每次開機前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機時請先按停機鍵，再用電源開關(guān))

按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關(guān)打開。儀器在微機上電復(fù)位下，自動進入如圖4所示的設(shè)限界面。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應(yīng)將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險管。若開機屏幕無顯示，應(yīng)先檢查保險管是否熔斷。大小應(yīng)按表1提供的數(shù)據(jù)更換。

(2) 設(shè)置限定參數(shù)

                          圖4（設(shè)定界面）

在圖4所示的設(shè)限界面上，可根據(jù)試驗的需要設(shè)定好試驗頻率、試驗電壓、高壓側(cè)的過壓保護值、過流保護值、試驗時間。將光標(biāo)移到相應(yīng)的設(shè)定，按確定鍵選擇。

頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規(guī)定了儀器的輸出頻率。單位為Hz

試驗電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設(shè)小于10KV的試驗電壓),它規(guī)定了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設(shè)定電壓值時，就不再升壓，并保持在這個峰值下進行等幅的正弦波輸出。

電壓保護值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當(dāng)電壓超過此設(shè)定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。一般情況下電壓保護值設(shè)定為比試驗電壓高4KV。

電流保護值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當(dāng)電流超過此設(shè)定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。

定時修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗時間的長短。單位為分鐘。

以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測量數(shù)據(jù)，以及打印報告上的電壓電流值均為峰值。

將光標(biāo)移到“啟動試驗電壓"按確定鍵，儀器進入圖5所示的升壓界面。

                                圖5（升壓畫面）

 自動升壓

自檢成功后，儀器自動進入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個周期的時間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當(dāng)升壓值接近設(shè)定值時出現(xiàn)圖6

圖6

此時按“上下"鍵，微調(diào)電壓，按“確定"鍵，儀器開始計時，計時結(jié)束后自動打印試驗報告。回到開始畫面，放電結(jié)束后再開始下一次測量。

★另外還有兩種非正常停機：過壓保護停機、過流保護停機。停機后出現(xiàn)相應(yīng)的提示界面，放電結(jié)束后，再調(diào)整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測量。

七　電纜的超低頻耐壓試驗方法

1、將與試品相連的電器設(shè)備全部脫離試品電纜。

2、采用10000V兆歐表對試品電纜各相分別進行絕緣電阻試驗，記錄試驗值。

3、試驗電壓峰值：Ｕmax＝３Ｕo，其中Ｕo為電纜導(dǎo)體對地或金屬屏蔽之間的額定工作電壓。例如：額定電壓為10KV電纜，單相額定電壓 Ｕo：

Ｕo＝１０/√３kV

所以試驗電壓峰值為：Ｕmax＝３Ｕo

＝３×１０/√３kV

＝√３×１０kV

＝１７．３２kV

4、試驗時間：60分鐘。

5、可分相進行測試。試品電纜的電容值在試驗設(shè)備負載容量能力范圍內(nèi)時，可將試品電纜三相線芯并聯(lián)后，同時進行耐壓試驗。

6、用隨機附帶的專用柔性連接電纜將試驗設(shè)備與試品電纜按圖７所示的方法相連接。合上電源，設(shè)定好試驗頻率、時間和電壓以及高壓側(cè)的過流保護值、過壓保護值，然后開始升壓試驗。升壓過程應(yīng)密切監(jiān)視高壓回路，聽試品電纜是否有異常響聲。升至試驗電壓時，即開始記錄試驗時間并讀取試驗電壓值。

7、試驗時間到后，儀器自動停機。試驗中若無破壞性放電發(fā)生，則認為通過耐壓試驗。

8、在升壓和耐壓過程中，如電流異常增大，電壓不穩(wěn)，試品電纜發(fā)生異味，煙霧或異常響聲或閃烙等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升壓，停機后查明原因。這些現(xiàn)象如果是試品電纜絕緣部分薄弱引起的，則認為耐壓試驗不合格。如確定是試品電纜由于空氣濕度或表面臟污等原因所致，應(yīng)將試品電纜清潔干燥處理后，再進行試驗。

9、試驗過程中，如果遇到非試品電纜絕緣缺陷使儀器出現(xiàn)過流保護，在查明原因后，應(yīng)重新進行全時間連接耐壓試驗。不得僅進行“補足時間"試驗

 圖7 單相測量連線圖

八、大型高壓發(fā)電機的耐壓試驗方法

對發(fā)電機的超低頻耐壓試驗操作方法與以上對電纜的操作方法相似。下面就不同的地方作重點補充說明。

1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規(guī)試驗時，均可進行此項試驗。用0.1Hz超低頻對電機進行耐壓試驗，對發(fā)電機端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗更有效。其原因是在工頻電壓下，由于從線棒流出的電容電流在流經(jīng)絕緣外面的半導(dǎo)體防暈層時造成了較大的電壓降，因而使端部的線棒絕緣上承受的電壓減小；而在超低頻情況下，此電容電流大大減小了，半導(dǎo)體防暈層上的壓降也大為減小，故端部絕緣上電壓較高，便于發(fā)現(xiàn)缺陷。

2、連線方法：試驗時應(yīng)分相進行，被試相加壓，非被試相短接接地。如圖８所示

3、按照有關(guān)規(guī)程的要求，試驗電壓峰值可按如下公式確定：

Ｕmax＝√2βＫUo

其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗電壓的峰值（kV）

β：0.1Hz與50Hz電壓的等效系數(shù)，按我國規(guī)程的要求,取1.2

Ｋ：通常取1.3∽1.5  　一般取1.5

Ｕo ：發(fā)電機定子繞組額定電壓（kV）

例如：額定電壓為13.8 kV的發(fā)電機，超低頻的試驗電壓峰值計算方法為：          Ｕmax＝×1.2×1.5×13.8≈35.1(kV)

4、試驗時間按有關(guān)規(guī)程進行

5、在耐壓過程中，若無異常聲響、氣味、冒煙以及數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定等現(xiàn)象，可以認為絕緣耐受住了試驗的考驗。為了更好地了解絕緣情況，應(yīng)盡可能全面監(jiān)視絕緣的表面狀態(tài)，特別是空冷機組。經(jīng)驗指出，外觀監(jiān)視能發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的發(fā)電機絕緣不正常現(xiàn)象，如表面電暈、放電等。

     圖8 測量定子的某相連線圖

九、電力電容器的耐壓試驗方法

試驗操作方法與上述方法相似，連線方法如圖9所示。在確定試驗電壓和試驗時間時，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程辦。　  

         圖9   測量電容器的連線圖 

十、注意事項

1、本儀器所配升壓器不得作它用。

2、機內(nèi)帶電,切勿自行拆機修理，以免發(fā)生意外。儀器有故障，應(yīng)與我公司聯(lián)系修理。

3、關(guān)機后應(yīng)用放電棒對試品進行充分放電,再拆線。

4、開機前應(yīng)用放電棒對試品進行充分放電。

5、每次啟動升壓前應(yīng)用放電棒對試品進行充分放電。

遼寧盤錦供電公司變電運行工區(qū)員工康紹華、曲鐵在66千伏雁溝變電站使用開關(guān)柜內(nèi)部過熱故障智能診斷裝置，用了約20分鐘完成該站13臺在運10千伏開關(guān)柜檢查。相比以前使用紅外測溫儀測溫后再主觀判斷柜內(nèi)狀態(tài)的方法，該裝置的應(yīng)用使工作效率提升近2倍，檢查結(jié)果也更加準(zhǔn)確。

局部放電、開關(guān)觸頭及接線端面氧化等情況會引起10千伏開關(guān)柜內(nèi)部過熱，加快柜內(nèi)元器件老化，影響電網(wǎng)穩(wěn)定運行。以往，巡檢人員主要用紅外測溫儀測量柜體溫度，再將此次測量溫度與上一次巡檢測量的溫度比對，根據(jù)溫度變化來判斷柜內(nèi)元器件的運行狀態(tài)，巡檢結(jié)果依靠巡檢人員的經(jīng)驗判定。開關(guān)柜內(nèi)安裝熱敏電阻、光纖傳感器等測溫元件能直接測量柜內(nèi)溫度，但這些測溫元件可能導(dǎo)致柜內(nèi)產(chǎn)生懸浮電極放電現(xiàn)象，給開關(guān)柜安全穩(wěn)定運行帶來威脅。

盤錦供電公司組織輸電、變電等專業(yè)12名骨干員工成立攻關(guān)團隊，自主研制一種可以在不影響開關(guān)柜穩(wěn)定運行的情況下準(zhǔn)確判斷柜內(nèi)狀態(tài)的裝置。攻關(guān)團隊綜合考慮開關(guān)柜的不同運行狀態(tài)、內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)、溫度傳遞特性后構(gòu)建了溫度場仿真模型，并搭建了過熱故障實驗平臺，以此獲得大量樣本數(shù)據(jù)。

攻關(guān)團隊運用人工智能算法的自主學(xué)習(xí)功能，總結(jié)出開關(guān)柜正常狀態(tài)和過熱狀態(tài)兩種情況下柜體溫度與柜內(nèi)溫度的關(guān)系，以此來判斷柜內(nèi)狀態(tài)。團隊成員同步推進溫度采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、結(jié)果顯示模塊等硬件的研制。同年11月，攻關(guān)團隊初步研制出開關(guān)柜內(nèi)部過熱故障智能診斷裝置試驗樣機。經(jīng)過反復(fù)試驗，團隊成員發(fā)現(xiàn)樣機雖能通過柜體溫度判斷柜內(nèi)狀態(tài)，但出現(xiàn)故障時無法確定具體故障類型。結(jié)合以往的巡檢經(jīng)驗，團隊成員進一步優(yōu)化仿真模型，模擬不同類型的過熱故障，掌握了不同故障類型引發(fā)的柜體溫度變化規(guī)律，實現(xiàn)了根據(jù)柜體溫度變化判斷柜內(nèi)過熱故障類型。

今年3月，開關(guān)柜內(nèi)部過熱故障智能診斷裝置研制成功。該裝置在66千伏生態(tài)變電站試運行并通過驗收。該裝置具有溫度采集、數(shù)據(jù)分析、內(nèi)部溫度過熱預(yù)警和故障類型分析等功能，能夠幫助巡檢人員快速判斷開關(guān)柜內(nèi)是否存在過熱隱患，目前已在盤錦供電公司56個66千伏變電站10千伏開關(guān)柜的巡檢工作中應(yīng)用。

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