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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(shí)，試品電容量不得超過儀器的額定容量。試品電容量過小，會(huì)影響輸出波形。若小于0.05µF，儀器將不能正常輸出?？刹⒙?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(jī)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(jì)算公式：　Ｉ＝２πfＣＵ

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

超低頻絕緣耐壓試驗(yàn)實(shí)際上是工頻耐壓試驗(yàn)的一種替代方法。我們知道，在對大型發(fā)電機(jī)、電纜等試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，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(yàn)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(jià)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(yàn)頻率，從而降低了試驗(yàn)電源的容量。從國內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)替代工頻耐壓試驗(yàn)，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(yàn)程序大大地減化，與工頻試驗(yàn)相比好的性能更多。這就是為什么發(fā)達(dá)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(yàn)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?？蓮V泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電力電容器的交流耐壓試驗(yàn)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(jìn)技術(shù)，采用微機(jī)控制，升壓、降壓、測量、保護(hù)全部自動(dòng)化，并且在自動(dòng)升壓過程中能進(jìn)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(jī)輸出試驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)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?，F(xiàn)在國內(nèi)外均采用機(jī)械式的辦法進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)產(chǎn)生超低頻信號(hào)，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(jìn)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(diǎn)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(shí)、準(zhǔn)確。

過壓保護(hù)：當(dāng)輸出超過所設(shè)定的限壓值時(shí)，儀器將停機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間小于２０ms。

過流保護(hù)：設(shè)計(jì)為高低壓雙重保護(hù)，高壓側(cè)可按設(shè)定值進(jìn)行精確停機(jī)

保護(hù)；低壓側(cè)的電流超過額定電流時(shí)將進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間都小于２０ms。

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

由于采用了高低壓閉環(huán)負(fù)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(fù)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(xiǎn)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(shí)與大地相連。

(2)“控制輸出"：輸出多芯插座，使用時(shí)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(xiǎn)管。

(6)“開關(guān)"：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時(shí)亮，關(guān)時(shí)熄。

(7)“打印機(jī)"：打印測試報(bào)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(jī)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(jī)。(注意:每次開機(jī)前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機(jī)時(shí)請先按停機(jī)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(jī)上電復(fù)位下，自動(dòng)進(jìn)入如圖4所示的設(shè)限界面。在進(jìn)行連線、拆線、或暫不使用儀器時(shí)，應(yīng)將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險(xiǎn)管。若開機(jī)屏幕無顯示，應(yīng)先檢查保險(xiǎn)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(yàn)的需要設(shè)定好試驗(yàn)頻率、試驗(yàn)電壓、高壓側(cè)的過壓保護(hù)值、過流保護(hù)值、試驗(yàn)時(shí)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(yàn)電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設(shè)小于10KV的試驗(yàn)電壓),它規(guī)定了我們所要升至的試驗(yàn)電壓。儀器升至這個(gè)設(shè)定電壓值時(shí)，就不再升壓，并保持在這個(gè)峰值下進(jìn)行等幅的正弦波輸出。

電壓保護(hù)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(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。一般情況下電壓保護(hù)值設(shè)定為比試驗(yàn)電壓高4KV。

電流保護(hù)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(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。

定時(shí)修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)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(bào)告上的電壓電流值均為峰值。

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

                                圖5（升壓畫面）

 自動(dòng)升壓

自檢成功后，儀器自動(dòng)進(jìn)入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個(gè)周期的時(shí)間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機(jī)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(shí)出現(xiàn)圖6

圖6

此時(shí)按“上下"鍵，微調(diào)電壓，按“確定"鍵，儀器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后自動(dòng)打印試驗(yàn)報(bào)告?；氐介_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(jī)：過壓保護(hù)停機(jī)、過流保護(hù)停機(jī)。停機(jī)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(yàn)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(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)值。

3、試驗(yàn)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(yàn)電壓峰值為：Ｕmax＝３Ｕo

＝３×１０/√３kV

＝√３×１０kV

＝１７．３２kV

4、試驗(yàn)時(shí)間：60分鐘。

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

6、用隨機(jī)附帶的專用柔性連接電纜將試驗(yàn)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(yàn)頻率、時(shí)間和電壓以及高壓側(cè)的過流保護(hù)值、過壓保護(hù)值，然后開始升壓試驗(yàn)。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(yàn)電壓時(shí)，即開始記錄試驗(yàn)時(shí)間并讀取試驗(yàn)電壓值。

7、試驗(yàn)時(shí)間到后，儀器自動(dòng)停機(jī)。試驗(yàn)中若無破壞性放電發(fā)生，則認(rèn)為通過耐壓試驗(yàn)。

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(jī)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(rèn)為耐壓試驗(yàn)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(jìn)行試驗(yàn)。

9、試驗(yàn)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(hù)，在查明原因后，應(yīng)重新進(jìn)行全時(shí)間連接耐壓試驗(yàn)。不得僅進(jìn)行“補(bǔ)足時(shí)間"試驗(yàn)

 圖7 單相測量連線圖

八、大型高壓發(fā)電機(jī)的耐壓試驗(yàn)方法

對發(fā)電機(jī)的超低頻耐壓試驗(yàn)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(diǎn)補(bǔ)充說明。

1、在交接、大修、局部更換繞組以及常規(guī)試驗(yàn)時(shí)，均可進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。用0.1Hz超低頻對電機(jī)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，對發(fā)電機(jī)端部絕緣的缺陷比工頻耐壓試驗(yàn)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(shí)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??；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(yàn)時(shí)應(yīng)分相進(jìn)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(yàn)電壓峰值可按如下公式確定：

Ｕmax＝√2βＫUo

其中Ｕmax ：為0.1Hz試驗(yàn)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(jī)定子繞組額定電壓（kV）

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

4、試驗(yàn)時(shí)間按有關(guān)規(guī)程進(jìn)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(rèn)為絕緣耐受住了試驗(yàn)的考驗(yàn)。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(jī)組。經(jīng)驗(yàn)指出，外觀監(jiān)視能發(fā)現(xiàn)儀表所不能反映的發(fā)電機(jī)絕緣不正?，F(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(yàn)方法

試驗(yàn)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(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間時(shí)，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程辦?！?nbsp; 

         圖9   測量電容器的連線圖 

十、注意事項(xiàng)

1、本儀器所配升壓器不得作它用。

2、機(jī)內(nèi)帶電,切勿自行拆機(jī)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(jī)后應(yīng)用放電棒對試品進(jìn)行充分放電,再拆線。

4、開機(jī)前應(yīng)用放電棒對試品進(jìn)行充分放電。

5、每次啟動(dòng)升壓前應(yīng)用放電棒對試品進(jìn)行充分放電。

遼寧盤錦供電公司變電運(yùn)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(tái)在運(yùn)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(huì)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(yùn)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(yùn)行狀態(tài)，巡檢結(jié)果依靠巡檢人員的經(jīng)驗(yàn)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(yùn)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(tuán)隊(duì)，自主研制一種可以在不影響開關(guān)柜穩(wěn)定運(yùn)行的情況下準(zhǔn)確判斷柜內(nèi)狀態(tài)的裝置。攻關(guān)團(tuán)隊(duì)綜合考慮開關(guān)柜的不同運(yùn)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以此獲得大量樣本數(shù)據(jù)。

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)運(yùn)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(tuán)隊(duì)成員同步推進(jìn)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(tuán)隊(duì)初步研制出開關(guān)柜內(nèi)部過熱故障智能診斷裝置試驗(yàn)樣機(jī)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)樣機(jī)雖能通過柜體溫度判斷柜內(nèi)狀態(tài)，但出現(xiàn)故障時(shí)無法確定具體故障類型。結(jié)合以往的巡檢經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)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(shí)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(yùn)行并通過驗(yàn)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(gè)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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