1050KV沖擊電壓發(fā)生器成套試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)方案

HYJD-1050KV沖擊電壓發(fā)生器成套試驗(yàn)設(shè)備

技術(shù)方案

一、適用范圍

本發(fā)生器適用于空氣間隙、絕緣子串、套管、電力變壓器和互感器等試品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波，標(biāo)準(zhǔn)操作波和截波等沖擊電壓試驗(yàn)。

二、一般使用條件

海拔高度：£1000m

環(huán)境溫度：-5℃～＋40℃

相對濕度：<90％

zui大日溫差：25℃

使用環(huán)境：戶內(nèi)

無導(dǎo)電塵埃

無火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)

不含有腐蝕金屬和絕緣的氣體存在

電源電壓的波形為實(shí)際正弦波,波形畸變率<5%

三、遵循標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合

GB/T 16927.1高電壓試驗(yàn)技術(shù) *部分 一般試驗(yàn)要求

GB/T 16927.2高電壓試驗(yàn)技術(shù) 第二部分 測量系統(tǒng)

GB/T 16896.1 高電壓沖擊試驗(yàn)用數(shù)字記錄儀

JB/T 7616 高壓線路絕緣子陡波沖擊耐受試驗(yàn)

DL/T 557高電壓線路絕緣子陡波沖擊試驗(yàn)、定義、試驗(yàn)方法和判據(jù)

ZBF 24001沖擊電壓試驗(yàn)實(shí)施細(xì)則

四、額定參數(shù)值

1、標(biāo)稱電壓：±1050kV

2、額定級(jí)電壓：±150kV

3、標(biāo)稱能量：79kJ

4、沖擊總電容：0.1429微法(單臺(tái)脈沖電容器2.0微法/75千伏，共7臺(tái)).

5、總級(jí)數(shù)：8級(jí)

6、標(biāo)準(zhǔn)波形參數(shù)：

(1) 標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波，±1.2/50ms電壓利用系數(shù)>85％（空載300PF時(shí)大于90％）；

沖擊電壓波形參數(shù)及其偏差均符合有關(guān)國家GB311及GB16927標(biāo)準(zhǔn)的要求。

⑵截波時(shí)間為2～6ms，截波時(shí)間分散性標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于0.1ms，

7、zui低輸出電壓大于10％標(biāo)稱電壓

8、使用持續(xù)時(shí)間:在70％額定電壓以上，每120秒充放電一次可連續(xù)運(yùn)行，在70％額定電壓以下，每60秒充放電一次可連續(xù)運(yùn)行。

五、主要部件

1、充電部分

(1)采用恒流充電裝置；

(2)采用油浸式充電變壓器，次級(jí)電壓80kV，額定容量5千伏安；

(3)采用2DL-200kV/200mA的高壓整流硅堆,反向耐壓³200kV，平均電流³0.2A，高壓整流硅堆安裝在充電變壓器旁，可由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)倒換充電電壓極性.控制臺(tái)上有極性開關(guān)轉(zhuǎn)換按鍵；

(4)高壓整流硅堆保護(hù)電阻采用漆包電阻絲有感密繞在絕緣管上；

(5)采用單邊不對稱恒流充電方式；

(6)自動(dòng)控制時(shí)，恒流充電裝置在10%～100%額定充電電壓范圍內(nèi)，實(shí)際充電電壓與整定電壓偏差不大于±1%，充電電壓的不穩(wěn)定性不大于±1%，充電電壓的可調(diào)精度為1%；

(7)直流電阻分壓器2只，采用75kV，200MW，油浸式金屬膜電阻.低壓臂電阻裝在分壓器底法蘭內(nèi)，低壓臂上的電壓信號(hào)用屏蔽電纜引入控制臺(tái)內(nèi)；

(8)自動(dòng)接地開關(guān)采用電磁鐵分合接地機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)停止時(shí)可自動(dòng)將主電容器短路并經(jīng)保護(hù)電阻接地；

(9) 恒流充電的電感、電容、充電變壓器(包括高壓整流硅堆及極性轉(zhuǎn)換裝置)及其保護(hù)電阻，自動(dòng)接地開關(guān)和絕緣支柱等安裝在一個(gè)底盤上；

2.本體部分

(1)主體結(jié)構(gòu)形式采用四柱結(jié)構(gòu)，由4只法蘭構(gòu)成的鋼體支架平行外掛兩只電容器，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)組成1級(jí)，主體設(shè)備為7級(jí)，組成組合塔式結(jié)構(gòu)，各級(jí)逐級(jí)疊裝，拆裝檢測方便，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；

(2) 本體采用對稱恒流充電方式，恒流調(diào)壓，從零至整定電壓連續(xù)可調(diào)，點(diǎn)火放電瞬間充電電源自動(dòng)關(guān)斷，每級(jí)額定電壓150kV；

(3)本體絕緣支柱7級(jí)塔式結(jié)構(gòu).每級(jí)包括2臺(tái)MWF75-2.0鐵外殼油浸式脈沖電容器、充電電阻、波頭電阻、波尾電阻和點(diǎn)火球隙等，

所有同步放電球均裝在封閉的絕緣內(nèi)，通過控制臺(tái)可手、自動(dòng)調(diào)節(jié)球隙并帶供干燥的干凈空氣；

(4)單臺(tái)脈沖電容為2±0.05mF，直流工作電壓±75kV，電容器電感£0.2mH，復(fù)合膜油浸絕緣，電容器在正常的工作狀態(tài)和工作環(huán)境下，電容器出線套管能夠承受垂直拉力15kg，同時(shí)保證不損壞和滲漏油；

(5)波頭(前)電阻、波尾電阻均采用板形結(jié)構(gòu)，無感繞制，其自感£2.5mH(減小電感的目的是為了增大負(fù)載容量，對于特大容量的負(fù)載（如大于5000PF）此項(xiàng)可采用外加調(diào)波電容和調(diào)波電阻的合適的組合來達(dá)到增大負(fù)載的目的。)，接頭均為彈簧壓接力式；

(6)波頭(前)、波尾電阻支架可以由四支電阻同時(shí)并聯(lián)，波頭(前)、波尾電阻長度相等，可通用，且每一級(jí)都設(shè)有存放多余的調(diào)波電阻及短路桿的位置；用短路桿插接可方便使發(fā)生器串聯(lián)運(yùn)行；

(7) 全套配有

7.1 雷電波頭電阻3套；

7.2 波尾電阻2套；

7.3充電電阻1套（備用1只）；

(8)*級(jí)球隙采用雙邊異極性觸發(fā)，第二級(jí)至第柒級(jí)球隙均采用三間隙球隙點(diǎn)火，同步誤動(dòng)率或拒動(dòng)率不大于2%；同步范圍≥20%。

(9)各級(jí)球隙距離由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)作直線調(diào)整，控制系統(tǒng)指示對應(yīng)球距的充電電壓，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)帶有上下限位開關(guān)；

(10)球隙距離可在控制系統(tǒng)上手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)；

(11)本體可每二級(jí)或多級(jí)并聯(lián)使用，并聯(lián)連接桿采用統(tǒng)一接插件，方便換接。設(shè)備上能擱置多余的調(diào)波電阻而不影響電氣性能；

(12)本體裝有絕緣梯，其載重量按120kg設(shè)計(jì)，以方便工作人員更換調(diào)波元件，每級(jí)試驗(yàn)存放調(diào)波電阻和連接桿的托架；

(13)本體zui下一級(jí)采用實(shí)心絕緣柱，其它各級(jí)采用二端密封絕緣筒，密封性能良好；

(14)各級(jí)間均采取防暈措施，在整套充電過程中不會(huì)出現(xiàn)明顯電暈。

(15) 配有安全接地系統(tǒng)，便于試驗(yàn)人員攀登本體更換電阻或維修時(shí)啟動(dòng)接地系統(tǒng)，將所有電容器全部短接并接地。

(17)級(jí)間絕緣及機(jī)械支撐能夠承受165kV直流電壓而不產(chǎn)生放電。

(18) 本體上安裝的攀登絕緣梯，絕緣梯方便工作且安全可靠，本體機(jī)械完夠滿足機(jī)械和電氣強(qiáng)度。

(19) 發(fā)生器頂部裝有均壓罩，由龜塊鋁片組成。

3、±1050KV弱阻尼電容分壓器

高壓臂電容器由1節(jié)組成，每節(jié)額定參數(shù)1050kV/400微微法，額定雷電沖擊耐受電壓為1050kV。

該分壓器配備一只低壓臂電容器，分壓比分別為3500，分壓比精度小于±1％；

弱阻尼電容分壓器的方波響應(yīng)特性滿足GB311標(biāo)準(zhǔn)要求

4、900kV多級(jí)截?cái)嚅g隙裝置

包括1800微微法/150kV均壓電容器六臺(tái)，截波點(diǎn)火球隙六對，2～6ms的延時(shí)觸發(fā)裝置等。截波時(shí)間為2～6ms，截波時(shí)間分散性標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于0.1ms，多球截波球隙距離由控制臺(tái)通過電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)。

六、IMC沖擊電壓發(fā)生器測控一體化系統(tǒng)

1．概述

IMCS03012沖擊電壓發(fā)生器測控一體化系統(tǒng)是集測量、控制于一體的高電壓設(shè)備自動(dòng)化信息平臺(tái)，它以超高速、大容量瞬態(tài)信號(hào)采集模塊、程控放大器以及下位機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)為核心部件組成，通過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對全系統(tǒng)的全自動(dòng)控制和快速信號(hào)分析處理。由于采用通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為信息平臺(tái)，為日后的沖擊電壓發(fā)生器測控升級(jí)和擴(kuò)充提供了廣闊的空間，同時(shí)為構(gòu)建試驗(yàn)室信息中心提供了硬件基礎(chǔ)。以上各個(gè)部分均按照工業(yè)級(jí)工藝標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造，為系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、度、及運(yùn)行速度提供了保證。

IMCS03012針對高電壓試驗(yàn)室的運(yùn)行環(huán)境，尤其考慮了沖擊試驗(yàn)的特點(diǎn)采用了抗強(qiáng)電磁干擾設(shè)計(jì)，技術(shù)性能指標(biāo)滿足IEC61083以及IEEE1122、GB/T16896.1-1997/200X 、IEC61000等標(biāo)準(zhǔn)的要求。

操作軟件在VC編程環(huán)境下編寫，基于WINDOWS操作系統(tǒng)運(yùn)行，為系統(tǒng)兼容性，通用性提供了保證。界面簡單直觀、便于操作。

2．主要特點(diǎn)

• 全測控一體化；集成度高；
• 采集用3012美國泰克示波器
• 系統(tǒng)采用上下位機(jī)模式，上下位機(jī)之間用光纖連接。
• 在試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)顯示波形及波形參數(shù)，包括峰值、波頭時(shí)間、波尾（截?cái)啵r(shí)間，并存貯數(shù)據(jù)；
• 波形分析軟件通過計(jì)算機(jī)測試分析；
• 工業(yè)一體化設(shè)計(jì)具有高穩(wěn)定性、高可靠性和優(yōu)異的電磁兼容性，不需要任何額外的屏蔽裝置；
• 自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告和圖表；
• 同時(shí)顯示試驗(yàn)電壓和試品電流的波形，便于比對分析；
• 通過網(wǎng)絡(luò)（LAN）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸功能，測量數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)共享；
• 用戶根據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容預(yù)設(shè)的參數(shù)可以保存和重新調(diào)用，避免重復(fù)性工作；
• 上下位機(jī)采用光纖隔離，保證了操作臺(tái)的安全性。
• 上下位機(jī)通訊采用全雙工模式，使用通訊協(xié)議，保證了通訊的可靠性。
• 硬件電器連鎖，保證操作的正確性和可靠性；
• 軟件兩級(jí)操作互鎖，上位機(jī)（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）會(huì)根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)屏蔽不合法的操作，下位機(jī)在執(zhí)行任何操作前都要根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行合法性判斷，然后執(zhí)行。
• 采用閉環(huán)控制恒流充電及電壓微調(diào)的充電模式，既保證了充電的精度又縮短了充電時(shí)間。

• 3．控制系統(tǒng)的主要功能

• 自動(dòng)充電方式：設(shè)定每級(jí)充電電壓值自動(dòng)充電并保持；
• 手動(dòng)充電方式：手動(dòng)調(diào)節(jié)電壓并微調(diào)；
• 同步球隙根據(jù)所整定的充電電壓，自動(dòng)調(diào)整球隙距離，并顯示實(shí)際的距離值。球隙限位開關(guān)動(dòng)作時(shí)，發(fā)出指示；特設(shè)球隙距離微調(diào)，便于小范圍的調(diào)節(jié)球距。
• 充電速度選擇，用戶可根據(jù)試驗(yàn)需要，選擇充電速度。
• 自動(dòng)轉(zhuǎn)換充電電壓極性,并在屏幕上顯示；
• 過壓、過流保護(hù)，自動(dòng)接地；
• 自動(dòng)點(diǎn)火：根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，包括整定電壓值和整定時(shí)間值自動(dòng)完成一個(gè)升壓、保持、點(diǎn)火的過程；
• 可以直觀的顯示每次放電的狀況，包括放電電壓值、正常放電或自放電；

• 緊急分閘，不同于手動(dòng)分閘，緊急分閘直接通過按鈕切斷主回路電源，用于異常狀況，如控制室停電等。

• 技術(shù)參數(shù)

  測量通道數(shù)		2通道
  采樣速率	100MS/s
  幅值分辨率		9Bits
  幅值誤差	<1%
  顯示屏幕	15”LCD，1024×768  32位真彩色
  上位機(jī)		以In P4 2.4GHz處理器為核心的一體化工作站為平臺(tái)
  下位機(jī)控制單元	以基于51內(nèi)核的MCU處理器為主控單元
  截波點(diǎn)火控制脈沖延時(shí)		精度0.1us。
  隔離單元耐電強(qiáng)度	>2500V/RMS ,1min
  下位機(jī)AD采樣分辨率		9Bit
  下位機(jī)AD采樣非線性誤差	<1LSB
  下位機(jī)AD采樣時(shí)間	<10us
  下位機(jī)AD采樣通道		8
  下位機(jī)數(shù)字通道	32輸入，32輸出