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

1、命名說明

2、系列產品                         表1

3、根據被試對向選擇適當規(guī)格的產品。

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)標準。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉電機、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)生器產品簡介

本產品接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻技術，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。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。設計指標全部全部符合《電力設備專用測試儀器通用技術條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術條件》電力行業(yè)標準，使用十分方便。現(xiàn)在國內外均采用機械式的辦法進行調制和解調產生超低頻信號，所以存在正弦波波形不標準，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設備笨重，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，所以設備的整體功耗較大。本產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)據均直接通過高壓側采樣獲得，所以數(shù)據真實、準確。

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

過流保護：設計為高低壓雙重保護，高壓側可按設定值進行精確停機

保護；低壓側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計在升壓體內，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。

四、VLF3000-80KV1.1HZ超低頻高壓發(fā)生器技術參數(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、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)生器結構說明

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"：對比度調節(jié)旋扭，用于調節(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位置提示。

(5)“AC220V"：電源輸入插座，內藏保險管。

(6)“開關"：電源開關。內藏指示燈，開時亮，關時熄。

(7)“打印機"：打印測試報告。

(8)“液晶顯示器"：顯示測試數(shù)據。

2、升壓器結構示意圖

                 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)

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

(2) 設置限定參數(shù)

                          圖4（設定界面）

在圖4所示的設限界面上，可根據試驗的需要設定好試驗頻率、試驗電壓、高壓側的過壓保護值、過流保護值、試驗時間。將光標移到相應的設定，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，當電壓超過此設定時，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定為比試驗電壓高4KV。

電流保護值設定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設定時，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，以及打印報告上的電壓電流值均為峰值。

將光標移到“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。當升壓值接近設定值時出現(xiàn)圖6

圖6

此時按“上下"鍵，微調電壓，按“確定"鍵，儀器開始計時，計時結束后自動打印試驗報告。回到開始畫面，放電結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)相應的提示界面，放電結束后，再調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備負載容量能力范圍內時，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備與試品電纜按圖７所示的方法相連接。合上電源，設定好試驗頻率、時間和電壓以及高壓側的過流保護值、過壓保護值，然后開始升壓試驗。升壓過程應密切監(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絕緣外面的半導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，應盡可能全面監(jiān)視絕緣的表面狀態(tài)，特別是空冷機組。經驗指出，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，應按照有關規(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、機內帶電,切勿自行拆機修理，以免發(fā)生意外。儀器有故障，應與我公司聯(lián)系修理。

3、關機后應用放電棒對試品進行充分放電,再拆線。

4、開機前應用放電棒對試品進行充分放電。

5、每次啟動升壓前應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柜內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10千伏開關柜檢查。相比以前使用紅外測溫儀測溫后再主觀判斷柜內狀態(tài)的方法，該裝置的應用使工作效率提升近2倍，檢查結果也更加準確。

局部放電、開關觸頭及接線端面氧化等情況會引起10千伏開關柜內部過熱，加快柜內元器件老化，影響電網穩(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，根據溫度變化來判斷柜內元器件的運行狀態(tài)，巡檢結果依靠巡檢人員的經驗判定。開關柜內安裝熱敏電阻、光纖傳感器等測溫元件能直接測量柜內溫度，但這些測溫元件可能導致柜內產生懸浮電極放電現(xiàn)象，給開關柜安全穩(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團隊，自主研制一種可以在不影響開關柜穩(wěn)定運行的情況下準確判斷柜內狀態(tài)的裝置。攻關團隊綜合考慮開關柜的不同運行狀態(tài)、內部物理結構、溫度傳遞特性后構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。

攻關團隊運用人工智能算法的自主學習功能，總結出開關柜正常狀態(tài)和過熱狀態(tài)兩種情況下柜體溫度與柜內溫度的關系，以此來判斷柜內狀態(tài)。團隊成員同步推進溫度采集模塊、數(shù)據傳輸模塊、數(shù)據分析模塊、結果顯示模塊等硬件的研制。同年11月，攻關團隊初步研制出開關柜內部過熱故障智能診斷裝置試驗樣機。經過反復試驗，團隊成員發(fā)現(xiàn)樣機雖能通過柜體溫度判斷柜內狀態(tài)，但出現(xiàn)故障時無法確定具體故障類型。結合以往的巡檢經驗，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)了根據柜體溫度變化判斷柜內過熱故障類型。

今年3月，開關柜內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)據分析、內部溫度過熱預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柜內是否存在過熱隱患，目前已在盤錦供電公司56個66千伏變電站10千伏開關柜的巡檢工作中應用。

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