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系統(tǒng)簡介
HVTP型變頻電源裝置是串聯(lián)諧振成套試驗系統(tǒng)和局部放電試驗系統(tǒng)的重要組成部分,本裝置采用調(diào)頻調(diào)壓方式進(jìn)行交流耐壓以及局部放電試驗,頻率的調(diào)節(jié)不需要停電進(jìn)行,可以在線調(diào)頻。
本裝置通過改變試驗回路的頻率,利用較小容量的供電電源可以完成等效于供電電源30~200倍的試驗,大大緩解了現(xiàn)場試驗電源容量不足的問題。
HVTP-50型變頻電源裝置主要有以下功能:
●作為35kV及以下電壓等級的電力變壓器的交流耐壓試驗和局部放電試驗的電源。
●配備合適的補(bǔ)償電抗器,可對電力電纜、補(bǔ)償電容器進(jìn)行交流耐壓試驗。
●單獨(dú)作為中頻電源和大功率中頻信號源。本裝置初始合閘電壓,試驗電壓波形,電壓上升速度均符合GB/T16927-1997及GB1094-85 的要求, 并具有體積小、重量輕、操作方便、高指標(biāo)、多功能的特點,是一套非常理想的現(xiàn)場試驗設(shè)備。
系統(tǒng)特點
●試驗的等效性好。本裝置輸出即為正弦波,波形失真度小。波形畸變率 <3%,不同于其他類型的變頻電源裝置(其他類型的變頻電源裝置為方波輸出,經(jīng)過波形整形而成的正弦波)。所以,本裝置在試驗過程中,不需要測量峰值。
●采用光纖方式控制,徹底將高壓和低壓控制回路隔離。
●體積小、重量輕、搬運(yùn)靈活、非常適合現(xiàn)場使用。
●操作簡潔方便、接線簡單,能夠提高工作效率50%(相對于發(fā)電機(jī)組方式)。
●安全可靠,本裝置內(nèi)集合了多種保護(hù)。包括:放電擊穿保護(hù)、過電壓整定保護(hù)、輸出短路保護(hù)、開機(jī)零位保護(hù)、橋臂放大回路保護(hù)、功率曲線保護(hù)等。當(dāng)任何一種保護(hù)出現(xiàn)時,裝置立即斷開試驗電壓輸出,切斷主回路電源,確保試驗人員、被試品以及試驗系統(tǒng)的安全。
●本裝置中的信號源由專用芯片產(chǎn)生,采用微機(jī)控制,輸出頻率穩(wěn)定性高,可以到達(dá)0.001Hz。
●變頻輸出電壓由TI公司的高速微機(jī)控制,輸出電壓的不穩(wěn)定度<1%。
保護(hù)部分
本裝置中有多種保護(hù)回路,確保變頻電源裝置在使用過程中試驗人員和設(shè)備的安全。
●高壓放電擊穿保護(hù),當(dāng)被試品發(fā)生放電擊穿時。裝置快速切斷輸出電壓,同時斷開電源。高壓回路的負(fù)荷通過中間升壓變壓器來釋放,不會產(chǎn)生過電壓而影響其他設(shè)備。在控制箱的屏幕上顯示“高壓放電”。
●高壓過壓保護(hù),本裝置可以整定試驗電壓,防止外部原因引起的試驗電壓升高。當(dāng)試驗電壓超過設(shè)定的數(shù)值,變頻電源裝置就自動切斷回路,并且在屏幕上提示“超過過電壓整定值”。
●過電流保護(hù),當(dāng)進(jìn)行試驗時,發(fā)生出口短路。變頻柜中快速地切斷電源,并且在屏幕上提示“輸出電流故障”,該過程在2微秒內(nèi)完成。部分變頻電源裝置的保護(hù)回路在啟動的時候可能存在誤動作,此時需要重新啟動電源即可。
●設(shè)備內(nèi)部保護(hù),當(dāng)設(shè)備內(nèi)部器件發(fā)生損壞時,在直流回路上的可控硅快速關(guān)斷,切斷直流電源,然后切斷交流電源,防止故障進(jìn)一步擴(kuò)展,并且屏幕上提示“橋臂1 2..故障”,整個過程在15微秒內(nèi)完成。
●通訊故障,當(dāng)發(fā)生通訊光纖沒有聯(lián)通或者對方?jīng)]有供電或者插錯,屏幕上有相應(yīng)的提示,在發(fā)生通訊故障時變頻電源主回路電源始終在斷開狀態(tài),變頻電源的輸出端無電壓輸出。
●缺相保護(hù),當(dāng)三相電源缺少中間B相時,在啟動后屏幕上提示“B相缺相”。當(dāng)缺少A、C相時,就無法進(jìn)行工作,屏幕上提示“通訊故障”。
●速斷保護(hù),當(dāng)發(fā)生交流短路或者控制回路短路時。主電源開關(guān)是具有速斷功能的空氣開關(guān),能夠切斷故障??刂苹芈泛惋L(fēng)機(jī)電源回路有專用的開關(guān)來控制。
●開機(jī)零位保護(hù),在啟動變頻電源裝置時,輸出端一直保持為零,無任何脈沖信號,無電壓輸出。
●變頻電源裝置輸出過壓保護(hù),設(shè)定最高輸出電壓為400V,禁止再升高電壓。
●接近試驗電壓(試驗電壓的90%)時,禁止調(diào)節(jié)頻率,防止調(diào)節(jié)頻率時產(chǎn)生過高電壓損壞被試品。
●防止誤操作保護(hù),在串聯(lián)諧振試驗自動升壓過程中啟動本裝置的任何按鈕,試驗電壓將停止升高,只有在再按一次電壓上升按鈕才又開始升壓。
主要技術(shù)指標(biāo)
一般使用條件
●海拔高度:≤3000m;
●環(huán)境溫度: -5℃~40℃;
●相對濕度:≤90%;
●日照強(qiáng)度:0.1%W/cm2 ;
●最大日溫差:<25℃;
●無導(dǎo)電塵埃;
●無火災(zāi)及爆炸危險;
●不含有腐蝕金屬和絕緣的氣體存在;
●設(shè)有一個可靠接地點;
●放置位置傾斜度不大于5度;
●存放地點:戶內(nèi);
●存放環(huán)境溫度-20℃~40℃,相對濕度≤90%。
三相性能參數(shù)
●額定輸入電壓:三相交流 380V+10%,50Hz;
●三相四線制輸出;
●三相額定輸出電壓:線電壓0~320V;連續(xù)可調(diào)(相角差120°±1°);
●三相額定輸出電流:相電流90A;
●三相額定輸出功率:50kW;
●頻率調(diào)節(jié)范圍:20~300Hz;
●頻率調(diào)節(jié)精度:0.1Hz;
●頻率穩(wěn)定度:0.01Hz;
●滿負(fù)載下連續(xù)工作時間:360分鐘;
●輸出波形:標(biāo)準(zhǔn)正弦波;
●輸出電壓波形畸變率:≤1%;
●輸出電壓不穩(wěn)定度:≤1%;
單相性能參數(shù)
●額定輸入電壓:三相交流 380V+10%,50Hz;
●單相輸出;
●單相額定輸出電壓:0~350V;(A、C兩相之間)
●單相額定輸出電流:90A;
●單相額定輸出功率:32.6kW;
●頻率調(diào)節(jié)范圍:20~300Hz;
●頻率調(diào)節(jié)精度:0.1Hz;
●頻率穩(wěn)定度:0.01Hz;
●滿負(fù)載下連續(xù)工作時間:360分鐘;
●輸出波形:標(biāo)準(zhǔn)正弦波;
●輸出電壓波形畸變率:≤1%;
●輸出電壓不穩(wěn)定度:≤1%;
工作原理
變頻電源裝置的大功率輸出采用逐級放大的原理。從最初的微小功率的信號源,經(jīng)過多次放大,實現(xiàn)大功率輸出,滿足試驗需要。
信號源用可變頻的函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個標(biāo)準(zhǔn)的正弦波信號經(jīng)過數(shù)字電位器進(jìn)行電壓調(diào)節(jié),此過程也是在試驗過程中的頻率調(diào)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)。此時的頻率與試驗頻率相同,頻率和電壓的調(diào)節(jié)在信號源部分實現(xiàn)。信號源的輸出直接推動“前級功放”,有初步功率輸出,此“前級功放”中分為兩路,其中一路產(chǎn)生與試驗頻率相同的“同步電源”,供給局放儀;另外一路用于推動“橋式功放電路”。“橋式功放電路”也就是大功率產(chǎn)生的主要部分,在試驗過程中其發(fā)熱量很大,需要一個風(fēng)冷系統(tǒng)來散熱。
圖1 HVTP型變頻電源裝置工作原理流程圖
“橋式功放電路”還需要大功率的直流電源作為工作電源。本裝置的電源直接取自三相380V交流電源,經(jīng)具有過流和速斷保護(hù)的真空開關(guān)送入三相橋式整流電路,變成脈動直流,經(jīng)濾波電感和濾波電容組成的濾波電路將脈動直流變?yōu)槠交闹绷麟娫垂┙o“橋式功放電路”。由于濾波電容器的電容量達(dá)到數(shù)萬微法,直接合閘,充電電流很大,可能造成總電源開關(guān)跳閘。故在裝置中增加預(yù)合閘回路。先經(jīng)小電流向濾波電容充電,待電容充電電流較小時再合閘,無較大的啟動沖擊電流。當(dāng)分閘后,濾波電容上的儲存的電荷通過放電電阻緩慢地釋放。在本裝置使用時,風(fēng)扇啟動、預(yù)合閘、合閘過程全部自動完成,不需要逐步操作(按動控制箱的“啟動”按鈕即可)。
整個裝置保護(hù)回路是由“快速過流保護(hù)”部分控制“橋式放大電路”的直流工作電源,當(dāng)發(fā)生故障時快速切斷工作電源,保護(hù)后級回路。
“橋式功放電路”的輸出端(OUT1、OUT2、OUT3、中心點)同中間升壓變壓器的低壓端相連,中間升壓變壓器的高壓端同試驗回路相連。在試驗回路與中間升壓變壓器中不會造成開路狀況,且始終存在一個能量釋放通道。由此可見,無論變頻電源內(nèi)部故障或外部電源突然停電,被試變壓器或諧振回路并沒有切斷,與傳統(tǒng)試驗變壓器完全不同,不存在電流強(qiáng)制過零,不會產(chǎn)生過電壓。
關(guān)鍵詞:
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