Резонансная испытательная система РИСпч-800 кВ/3А передвижная элегазовая с подстраиваемой частотой 20-300Гц для испытание КРУЭ

1. Введение

Компания ЭЛЕКТРОМАШ является профессиональным производителем  высоковольтного испытательного оборудования и имеет высокую  репутацию качества и надежности своей продукции благодаря огромному опыту конструкторской разработки и производства. Компания ЭЛЕКТРОМАШ изготавливает испытательное, измерительное и диагностическое оборудование для широкого применения в испытательных лабораториях, для научно-исследовательских целей, на производстве и на объектах в полевых условиях.

2. Описание:

Резонансная испытательная система с подстраиваемой частотой создает испытательное напряжение переменного тока для испытания электрической прочности изоляции КРУЭ класса напряжения до 500кВ и другого электрооборудования с большой электрической емкостью. Все техническиехарактеристики соответствуют ГОСТ-55194, ГОСТ-55195, ГОСТ-1516, ГОСТ-Р-54828-2011, СТО ФСК ЕЭС 56947007-29.240.35.184, МЭК 60060-1 и МЭК 60060-3.

Элементы высоковольтной испытательной системы и электрическая емкость КРУЭ образуют колебательный контур собственной частоты. Когда частота испытательной системы настраивается на частоту этого колебательного контура, система входит в резонанс. Это позволяет получить высокое испытательное напряжение с большим током при минимуме потребления мощности.

Система управления РИСпч в автоматическом режиме настраивается на резонансную частоту в диапазоне 20 Гц-300 Гц и высоковольтные испытания проводятся на заданной частоте.

В резонансной установке используется источник питания переменной частоты с синусоидальной формой напряжения. Резонансные испытательные системы предназначены для испытания электрической прочности изоляции приложенным напряжением и измерения уровня частичных разрядов.

3. Область применения:

-Испытания электрической прочности изоляции КРУЭ класса напряжения до 500кВ, токопроводов в элегазовой изоляции в "полевых условиях".

- Испытания электрической прочности изоляции воздушных выключателей.

-Испытания изоляции электрооборудования, имеющего большою емкость.

-Измерение уровня частичных разрядов ЧР.

-Измерение электрической емкости объектов (С) и коэффициента диэлектрических потерь (tgd).

4. Основные характеристики:

-Резонансная испытательная система предназначена для испытаний КРУЭ в полевых условиях в сухую погоду с частой транспортировкой;

-Реактор в элегазовой изоляции, весом на 50% меньше маслонаполненного реактора;

-Является компактной системой с прочной конструкцией. Система монтируется в 40-футовый полуприцеп, пульт управления устанавливается в 10-футовый контейнер;

-Все элементы оборудования размещены в одной конструкции: реактор/конденсатор связи/емкостный делитель напряжения и высоковольтный ввод находятся в баке с элегазом. Это предотвращает ошибки персонала при сборке и сокращает количество персонала для выполнения этих операции;

-Используется гидравлический цилиндр для приведения системы из горизонтального положения (при транспортировке) в вертикальное положение (во время проведения испытаний). Это предотвращает ошибки персонала при сборке;

-Испытательная система РИСпч не требует дополнительного монтажа и дополнительного оборудования для монтажа;

-Имеет низкий уровень собственных частичных разрядов ˂5 пКл;

-Диапазон частот соответствует ГОСТ 1516, ГОСТ 55195 и находится в пределах 20 Гц-300 Гц;

-Малое потребление энергии, добротность системы ˃60;

-Линейная характеристика индуктивности, низкий уровень шума;

-Современная система управления с полной автоматизацией процессов испытания и измерения, простой интерфейс с сохранением результатов измерений и выводом протоколов испытаний на печать;

-Современная система защиты РИСпч и объекта испытаний;

-Все элементы установлены в одной конструкции, для высоковольтного вывода необходимо малое безопасное расстояние.

5. Условия эксплуатации испытательной системы

Расчет параметров системы:

При частоте f= 20 Гц, номинальном напряжении Uном=800 кВ, номинальном токе Iном=3 А 

6. Состав системы:

Требования к источнику питания:

Источник питания 1: 0.415 кВ/50 Гц/трехфазный/45 кВА

7. Технические характеристики резонансной испытательной системы РИСпч:

Модель: РИСпч -800 кВ/3А

8. Технические характеристики основных элементов испытательной системы

1. Реактор высоковольтный в элегазовой изоляции

Модель: РВэ-2400/800

Конструкция:

-Реактор с сердечником из электротехнической стали, имеет медные обмотки, в элегазовой изоляции, компактная и удобная конструкция, предназначен для частых транспортировок. Индуктивность имеет линейную характеристику согласно МЭК60076-2011 и ГОСТ 55195;

-Бак, в котором установлен реактор, выполнен из алюминия, который имеет ряд преимуществ:

1. Легкий вес; 2. Имеет малый температурный коэффициент расширения, что обеспечивает герметичность реактора; 3. Имеет высокую антикоррозийную стойкость;

-Газовый предохранительный клапан DILI DIN40, манометр фирмы WIKA, индикатор плотности WIKA; в системе установлен датчик Keller;

-Имеется современная функция контроля нагрева температуры, активные потери реактора составляют ¼ по сравнению с другими аналогичными реакторами. Используется специальный теплопроводящий материал для отвода тепла от обмоток. Температура перегрева сердечника и обмоток не более 55⁰ С;

-Современная конструкция с двойным уплотнением всех соединений гарантирует длительную эксплуатацию в течение 10 лет без ремонта испытательной системы;

-В поставку включены изолятор дискового типа 800 кВ и высоковольтный ввод из композитного материала 800 кВ; эксплуатируются при любых погодных условиях, простой монтаж;

-Реактор имеет ввод напряжением 20 кВ с высоковольтной концевой муфтой.

2. Электронный источник питания (с регулируемым напряжением/частотой)

Модель: ПЧ-40/0.415/0-0.35

Конструкция:

-Электронный источник питания установлен в шкафу со степенью защиты IP22, предназначенный для частых транспортировок;

-Шкаф имеет два мультиметра на входе и выходе; на дисплее отображаются напряжение/ток/коэффициент мощности cos φ / активная мощность и т.д.

-Шкаф оснащен воздушным контактором на входе и выходе;

-Шкаф оснащен реле защиты от сверхтоков и перенапряжения ABB;

-Способ охлаждения: принудительное воздушное

Система защиты и безопасности:

-Система блокировки. Пуск при «нуле»;

-Кнопка Вкл./Выкл.;

-Кнопка аварийного отключения;

-Защита при прибое и перекрытии: система автоматически отключается при перекрытии высоковольтной обмотки;

-Защита от короткого замыкания: система автоматически отключается при коротком замыкании;

-Система автоматического включения резервного питания АВР: при внезапном отключении питания система использует дополнительный источник питания для обеспечения безопасности всей системы;

-Защита при неправильных настройках: система управления отключает питание, если испытательная система неправильно настроена, что может привести к повреждению объекта испытаний;

-Защита от дисбаланса моста: пульт управления автоматически включает аварийный сигнал или прекращает работу испытательной системы, если напряжение постоянного тока 4 плечей моста находится в дисбалансе;

-Эффективность защитной системы: для безопасности испытательной системы производится измерение напряжения, тока, сопротивления нагрузки полной и по фазам, ограничение активной и реактивной нагрузок. Система автоматически подает сигнал оператору о необходимости настройки выходных параметров трансформатора-возбудителя для соответствия текущему импедансу нагрузки;

-Защита вентилятора охлаждения: если вентилятор работает с неправильным чередованием фаз, система автоматически настраивает последовательность чередования фаз для правильного воздушного потока. Если вентилятор охлаждения не работает, система не включается или отключается автоматически.

-Ограничения выходного напряжения: предварительная установка значения выходного напряжения для ограничения напряжения при неправильной работе системы или от превышения напряжения при других аварийных ситуациях;

-Защита от вибраций: в нижней части шкафа установлена тарельчатая пружина, которая компенсирует вибрации, возникающие во время транспортировки;

-Защита от пропадания фазы: при пропадании фазы система отключает питание автоматически;

-Защита пульта управления и оптоволоконного кабеля: в случае ошибки в пульте управления и оптоволоконном кабеле. Устройство защиты системы срабатывает автоматически и отключает питание для обеспечения безопасности персонала и объекта испытаний.

Надежность системы

Защита от вибраций

-В нижней части шкафа источника питания установлено 6 ножек на тарельчатых пружинах для компенсации вибраций во время транспортировки, выдерживающие вес всей системы.

-Система оснащена антивибрационными муфтами Phoenix на пластиковых болтах.

-Система пакуется в специальный ящик, который оснащен 4 подъемными механизмами в верхней части для обеспечения безопасности во время транспортировки.

Вентилирование

-Система находится в закрытом корпусе, имеющем 24 вентилятора охлаждения с низким уровнем шума. Разность температур между входом и выходом ˂ 25⁰ C. Имеется съемная крышка для защиты от пыли.

Компоненты оборудования

Перегрузочная способность

-Имеются кнопки аварийного включения/отключения. Внутренний конденсатор позволяет бесперебойно продолжить работу при колебаниях в сети и кратковременных перерывах;

-В силовой усилительной цепи используется транзистор Sanyo 250 Вт 2SC3997, который имеет более, чем двукратную перегрузку и 3 коротких замыкания (˃120% перегрузки при коротком замыкании).

- Выпрямитель: 2 раза рабочим напряжением и 1,5 током, разница в пределах 2%. Имеется токовая цепь для образования разности тока ˂5% между разными транзисторами.

3. Трансформатор-возбудителя сухого типа

Модель: ТВ-40/0.35/5(10)(15)

Конструкция:

-Трансформатор-возбудитель установлен в шкафу со степенью защиты IP22, предназначенный для частых транспортировок;

-Трансформатор-возбудитель сухого типа; простой в обслуживании;

-Трансформатор имеет несколько выводов, эксплуатация в различных условиях;

-Трансформатор имеет сервопривод для переключения без нагрузки. Система автоматически может переключать отводы в соответствии с коэффициентом мощности cos φ;

-ОПН 15 кВ установлен по стороне вторичной обмотки трансформатора, используется для защиты трансформатора

4. Бак с элегазовой изоляцией для высоковольтных конденсаторов

Описание

Бак с элегазовой изоляцией для высоковольтных конденсаторов класса напряжения 800 кВ, предназначен для размещения внутри трех конденсаторов с использованием изолятора дискового типа и имеет один присоединительный вывод для подключения высоковольтного испытательного трансформатора в элегазовой изоляции.

Три внутренних конденсатора: 1. Эталонный конденсатор напряжением 800 кВ предназначен для измерения емкости С и коэффициента диэлектрических потерь tgδ; 2. Конденсатор-это емкостный делитель 800 кВ, предназначен для измерения высокого напряжения; 3. Конденсатор-это конденсатор связи, предназначенный для измерения уровня частичных разрядов.

Конструкция

-Бак, в котором установлен конденсатор, выполнен из алюминия, который имеет ряд преимуществ:

1. Легкий вес; 2. Имеет малый температурный коэффициент расширения, что обеспечивает герметичность реактора; 3. Имеет высокую антикоррозийную стойкость;

-Газовый предохранительный клапан DILI DIN40, манометр фирмы WIKA, индикатор плотности WIKA; в системе установлен датчик Keller;

-Все соединители производства LEMO, высокая точность и качество измерений;

-Компактная конструкция, в одном баке установлены три конденсатора, что предотвращает ошибки персонала при сборке;

-Газонаполеннный, имеет гарантированную высокую точность измерений, стабильность параметров в 50 раз больше, чем маслонаполненные конденсаторы;

-Безопасность оператора: все высоковольтные конденсаторы установлены внутри одного бака;

- В поставку включен изолятор дискового типа 800 кВ, простой монтаж. Конденсатор так как может использоваться отдельно от системы РИСпч.

4.1 Конденсатор эталонный высоковольтный в элегазовой изоляции

Модель: КЭэ-800/50

4.2 Делитель напряжения емкостный высоковольтный в элегазовой изоляции

Модель: ДНэ-800

Высоковольтный делитель

Высоковольтное плечо

Низковольтное плечо

4.3 Конденсатор связи высоковольтный в элегазовой изоляции

Модель: КСэ-800/300

5.Силовой фильтр помех (вход электронного источника питания)

Модель: ФПН-50/0/415-3

6. Силовой фильтр помех (выход электронного источника питания)

Модель: ФПН-40/0.35-2

7. Автоматическая система управления и измерения

Модель: АСУ-2000

Функции системы управления (все кнопки управления с подсветкой)

- Выключатель питания;

- Кнопка повышения и понижения напряжения;  

- Кнопки регулирования частоты;

-Установка времени испытаний;

- При перекрытии объекта испытаний в процессе повышения напряжения или испытания система автоматически мгновенно отключает питание. Также система произведет отключение, если в объекте испытания появится повышенный частичный разряд.

Функции индикации

- Светодиодная индикация при включении и отключении высокого напряжения

- Индикация выходного высокого напряжения

- Индикация выходного тока высокого напряжения

- Индикация выходного напряжения регулятора частоты

- Индикация выходного тока регулятора частоты

- Индикация выходной частоты регулятора частоты

- Стадия испытаний

- Все значения выводятся на один дисплей.

Функции защиты

- Устройство защиты резонансного перенапряжения. При превышении выходного испытательного напряжения заданного уровня предельного значения устройство выключается автоматически.

- Защита при пробое объекта испытаний. Если выходной ток достигает заданного предельного значения, устройство выключается автоматически.

- Быстродействующее устройство защиты от перегрузки

- При возникновении аварийных ситуаций во время испытаний, все устройства автоматически отключаются для защиты персонала и электронных компонентов

- Защита от перекоса фаз, от неполнофазных режимов

- Защита от перенапряжения

- Кнопка аварийного отключения

- Выключатель питания всей установки, который блокируется специальным ключом

Прочее:

- Блок управления имеет стандартные разъемы для подключения другого оборудования.

8. Цифровая аналитическая измерительная система постоянного/ переменного тока

Модель: ЦИАС-3005

Цифровая аналитическая измерительная система постоянного/ переменного тока ЦИАС-3005 является микропроцессорным  устройством для точного  измерения  переменного и постоянного  напряжения, формы  напряжения,  и коэффициента  пульсаций.

Система имеет регистратор пикового напряжения, который сохраняет и показывает последнее измерение напряжения и его полярность перед пробоем или перекрытием.

Прибор специально разработан  для использования в лабораториях  высокого напряжения, где необходима высокая степень точности и помехозащищенности.

В системе используется импульсный источник питания с функцией защиты от перенапряжения и технологии БПФ. Устройство может применяться в области сильных магнитных полей.

Цифровая аналитическая измерительная система постоянного/ переменного тока ЦИАС-3005 соответствует ГОСТ 55195, МЭК 60060-2.

Характеристики:

- Измерение действующего напряжения переменного тока, пиковое значение, полупиковое значение

- Измерение напряжения постоянного тока, среднего значения и коэффициента пульсации.

- Регистрация напряжения перекрытия переменного и постоянного тока.

- Плоттер для вывода графика напряжения переменного и постоянного тока.

- Интерфейс для сигналов BNC, R16 и LEMO.

- Задание коэффициента деления напряжения K1, K2.

- Отображение формы напряжения до и во время испытаний

Технические характеристики:

9. 40-футовый полуприцеп

Конструкция:

-Полуприцеп имеет 40-футовую стандартную трехосную конструкцию с максимальной грузоподъемностью 40 т, с размерами 12500 × 2500 × 1550 мм. Полуприцеп имеет фиксаторы для крепления к контейнеру и для крепления испытательного оборудования. Также имеются фиксаторы для кабелей, которые уже проложены и готовы для подключения и проведения испытаний. Во время перевозки и хранения оборудование, находящееся в полуприцепе, надежно защищено пологом.

-На полуприцепе расположено 8 ящиков для инструментов (1.5 х 2 м), стоек для запасных шин, имеется светодиодное освещение. В передней части полуприцепа установлен контейнер пульта управления (10-футовый), в задней части полуприцепа находится 30-футовый брезентовый полог, полог легко открывается и закрывается. Полог не выгорает и не рвется при нормальных условиях эксплуатации.

-Полуприцеп оснащен 2 лестницами для доступа в контейнер и к высоковольтным элементам. Обе лестницы установлены на полуприцепе. Конструкция полуприцепа соответствует всем международным стандартам.

10. 10-футовый контейнер пульта управления

Модель: КПУ-10

Конструкция:

10-футовый контейнер предназначен для установки в нем систем измерения и управления, для транспортировки и хранения элементов оборудования. Размеры контейнера соответствуют международным стандартам. Контейнер состоит из трех частей: пульт управления, площадка низковольтных элементов, площадка высоковольтных элементов.

Пульт управления размещается в 10-футовом стандартном полуприцепе и используется для управления и измерения при испытаниях. В нем установлен кондиционер, освещение, окна, панель управления, стулья, вход для персонала, лестница.

 11. Измеритель частичных разрядов ЧР

Модель: система ICM

Система ICM предназначена для измерения частичных разрядов, для оценки качества изоляции среднего и высокого напряжения. Система применяется на всех частотах приложенного испытательного напряжения, включая частоту 50/60 Гц и 0.1 Гц.

Измерение частичных разрядов является эффективным способом проверки изоляции без ее нарушения. Система имеет высокое разрешение цифрового измерителя частичных разрядов для обнаружения дефектов изоляции высоковольтных систем.

Система имеет модульную конструкцию и может работать с разными специальными дополнительными устройствами в условиях высоких напряжений и частоты. Широкий диапазон параметров внешних источников сигналов позволяет расширить диапазон измерений частичных разрядов от 40 кГц до 2 ГГц.

Во время испытаний объекта возможно использовать в качестве источников сигнала частичных разрядов различные устройства: четырехполюсники, конденсаторы связи, трансформаторы тока.

Имеется функция эффективного подавления помех без потери сигнала измеряемых частичных разрядов. Выбор соответствующего фильтра позволяет достичь высокого значения сигнал-шум.

Программное обеспечение

Управление системы осуществляется через компьютер, что позволяет использовать стандартное программное обеспечение. Запись сигнала частичного разряда не зависит от ПК, таким образом, работа системы ICM не зависит от скоростных ограничений ПК и прочих устройств связи.

 Программное обеспечение ПК включает функцию анализа и печати сохраненных параметров частичных разрядов.

Специальное применение и опции

 Если система используется при проведении испытаний постоянным током или при высоковольтных испытаниях, то она позволяет записывать время сигнала частичного разряда вместо фазового сдвига. Для расширения возможностей системы установлены такие устройства, как многоканальный модуль, волоконно-оптический канал, встроенный модем. Многоканальный модуль, работающий с программным обеспечением системы ICM позволяет легко выбрать один из 8 измерительных каналов. Волоконно-оптический канал имеет защитную функцию системы при работе во взрывоопасной среде, может разделять компоненты испытательных настроек. Современные функции позволяют увеличивать объем данных и количество параметров. В комплекте с полным набором команд также идут дополнительные устройства, что позволяет создавать пользовательские программы для управления системой ICM или для интеграции в программу управления высоковольтными испытаниями.   

Функции:

-Многоканальная система

-Система встроенного спектрального анализа

-Измерение напряжения помех

-Определение мест повреждений кабеля

-Акустический способ нахождения частичных разрядов