目录一、系统概述 (2)1.1 系统用途 (2)2.2主要特点 (2)二、主要技术指标 (3)2.1 主要技术指标 (3)三、系统工作原理及配置 (3)3.1工作原理 (3)3.2系统组成 (4)3.3系统配置型号说明 (4)3.4系统配置 (6)四、成套系统接线及操作说明 (11)4.1 成套系统接线及组成 (11)4.2无损耗试验的试验设备组合方式及参数匹配 (13)4.3有损耗试验的试验设备组合方式及参数匹配 (14)4.4操作面板及操作步骤说明 (17)4.5 注意事项 (24)五、常见故障及排除方法 (25)六、维护 (25)6.1 日常维护 (25)6.2 运输及试验安装 (25)七、随机文件 (26)八、附录 (26)8.1谐振原理 (26)8.2常见试验 (28)8.4交联聚乙烯电缆相关技术参数 (32)8.5计时器使用说明 (33)一、系统概述1.1系统用途VFSR变频串联谐振成套试验装置是运用调频调压方式，进行交流耐压试验的试验设备。
设备运用串联谐振原理,利用较小容量的电源可完成30～150倍容量的试验,大大缓解了现场试验电源的容量不足问题。
VFSR变频串联谐振成套试验装置广泛应用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量、高电压试品的交接试验和预防性试验。
主要适用于：●10kV、35kV、110kV、220kV、500kV交联聚乙烯电缆（XPELE）交流耐压试验●66kV、110kV、220kV、500kV GIS交流耐压试验●大型发电机组、电力变压器工频耐压试验●电力变压器感应耐压试验●其他大容量、高电压试品的交流耐压试验1.2主要特点1.2.1 体积小、重量轻，适合现场使用整套装置无机械调压调频，体积小，重量轻，搬运灵活。
由于多节谐振电抗器的串并联使用，以及变频电源的电子调压功能，装置可灵活满足不同电压等级的高压试验。
1.2.2 安全可靠性高集各种保护功能于一体,包括试品过压保护、试品放电保护、变频电源输出过流保护、变频电源IGBT保护等，当任何一种保护出现时，装置立即封锁试验电压输出，切断主回路电源，确保试验人员、试品及成套装置安全。
1.2.3 试验的等效性好采用近工频（30Hz～300Hz）电压作为试验电压，试验频率、试验电压由微机控制，输出频率稳定性高、波形失真度小，试验等效性、一致性好，试验结果可靠性、真实性高。
1.2.4 适用范围广装置可用于交联聚乙烯电力电缆（XLPE）、GIS、断路器、开关、大型发电机组、大型电力变压器、互感器、套管等电力设备的交流耐压试验。
1.2.5 操作简洁方便试验开始,用户可自由设定试验时间，自由选择自动调谐、手动调谐，手动控制升压过程；试验过程中，装置自动完成试品放电保护、试品过压保护等各种保护功能；试验时间到，装置自动缓慢降压。
系统操作简洁，试验方便。
二、主要技术指标2.1主要技术指标1）系统工作环境温度范围：-30～50℃2）系统工作环境湿度范围：≤90%RH 不结露3）系统工作地海拔：≤6000m4）系统输入电源：380V±10％、三相、45～65Hz5）系统输出频率范围：30～300Hz6）系统频率调节最高分辩率：0.02Hz7）系统电压调节最高分辩率：0.05%8）系统品质因数(Q值)：30～1509）系统测量精度：1级10）系统最高输出电压：1000kV11）系统最大容量：35MVA12）系统输出波形：正弦波，波形畸变率≤0.1%三、系统工作原理及配置3.1 工作原理图1 变频串联谐振成套试验装置原理图VF-1: 变频电源 T: 励磁变压器L: 谐振电抗器（内有MOA1避雷器） CX: 试品电容C F: 电容分压器其中C1为分压器高压臂、C2为分压器低压臂380V工频交流电送入变频电源，经变频电源处理后，输出频率、幅值可调节的电压，输出电压送励磁变压器T的低压侧，经励磁变压器升压后送入由谐振电抗器、试品电容和电容分压器构成的串联谐振回路，回路谐振频率f由谐振电抗器电感L、试品电容CX 和分压器电容C1、C2共同决定。
谐振频率：f≈1/( LC2) 其中C≈C1+C X。
在变频电源较小的输出电压下调节其输出频率，当输出频率等于谐振频率，串联谐振回路发生串联谐振，再调节变频电源输出电压使试品电压到达试验值。
在回路谐振的条件下，试品电压为励磁变压器输出电压的Q倍，试品试验容量为励磁变压器输出容量的Q倍（Q大小：30～150）。
3.2系统组成变频串联谐振成套试验装置系统包括变频电源、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器、试品共五个部分。
变频电源为系统提供频率、幅值可调节的电压；励磁变压器将变频电源的输出电压升高到合适的数值，激发谐振回路，使之发生串联谐振；谐振电抗器与试品电容、电容分压器发生串联谐振，实现较小容量的电源完成30－150倍试验容量的试验；电容分压器通过与其连接的电缆将试品电压信号送到变频电源，实现试品电压的监控。
3.3 系统配置型号说明3.3.1系统名称说明额定电压额定容量谐振串联变频式3.3.2变频电源型号说明额定容量设计序号变频3.3.3励磁变压器型号说明额定电压额定容量干式单相试验变压器注：励磁变压器型号开头字母仅有“YD”则为油浸式3.3.4谐振电抗器型号说明额定电压额定容量电抗器干式绝缘筒式单相试验用3.3.5分压器型号说明标称电容（uF）额定电压（kV）设计序号分压器纯电容型绝缘筒式3.2 系统配置3.2.1 变频电源变频电源从外观结构上分为两大类：30kW以上为控制台式，30kW及以下为便携箱式。
内部结构如图2，主要包括整流器、逆变器和控制器三大部分，整流器主要作用是将系统输入电源380V交流电压转换为直流电压，储存于主回路的电容上；逆变器主要作用是将直流电压转换为频率、幅值可调节的交流电压；控制器相当于整个系统的神经中枢，用于协调各部分安全可靠的工作，包括整流器、逆变器工作的实现，试品电压的测量，系统参数的显示，外部输入指令的接收以及系统各种保护的实现。
在系统中变频电源的主要作用是：为串联谐振成套试验系统的谐振回路提供幅值、频率可调节的电压，满足谐振谐振回路的需要。
图2 变频电源内部结构图变频电源实现的主要保护：●IGBT保护：逆变器IGBT电流过大时，变频电源自动停止输出并提示IGBT保护。
注：IGBT为大功率电子开关。
●过压保护：当试品电压超过设定的保护电压时（在试品加压前由试验员设定），变频电源自动停止电压输出并提示过压保护，试品因失去电源而降压，防止试品因过压而损坏。
●过流保护：当变频电源输出电流超过保护电流时（保护电流在产品出厂前设定），变频电源自动停止输出并提示过流保护，防止系统因过流而损坏。
●放电保护：当试品出现闪络或击穿放电时，变频电源迅速停止输出并提示放电保护。
变频电源测量显示部分：●对试品电压有效值、试品电压平均值、试品电压峰值、试品电压峰值/2进行测量，通过液晶显示器进行显示。
●对输入整流后的电压（最大不超过系统输入电源线电压的2倍）进行测量，通过直流电压表显示。
●对变频电源输出电压（即励磁电压）进行测量，通过非线性电压表进行显示。
●对变频电源输出电流（即励磁电流，最大不超过保护电流）进行测量，通过电流表进行显示。
变频电源基本参数：1）输入电源：380V±10％、三相、45～65Hz2）输出电压：0～400V可调节（通过电压粗调或电压细调旋钮来调节）3）频率细调分辨率：0.02Hz (用来调节输出辨率)4）频率粗调分辨率：1.00Hz (用来调节输出辨率)5）电压细调分辨率：0.05% (用来调节输出电压)6）电压粗调分辨率：0.50% (用来调节输出电压)7）输出波形：等效正弦波8）输出频率: 20～400Hz 可调节（通过频率粗调或频率细调旋钮来调节）9）输出容量： 20kW～300kW 可任意选择变频电源使用注意：◆变频电源输出不可接地、短接，输出接地、短接将导致变频电源致命损坏。
◆试验时，变频电源接地端子须可靠接地，以防试验员触电。
◆变频电源在使用时应注意防水、防灰尘侵入，显示屏应避免太阳直射。
◆变频电源应在通风的环境下使用，在满功率使用规定时间，分闸以后请不要立即关电源，让风扇继续工作一段时间，以把内部热量散发出去。
3.2.2 励磁变压器励磁变压器的作用是将变频电源的输出电压升高到合适的电压为谐振电抗器、试品电容组成的谐振回路提供能量供应，其容量一般与变频电源相同。
励磁变压器内有高低压绕组如图3，低压绕组通常为一组，少数有抽头，仅当试验现场供电电压较低时使用抽头绕组；励磁变压器高压绕组一般有多个，每个绕组用AnXn（n为绕组标号，一般不大于4）标识，各绕组可串联也可并联以满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求，绕组串联须按照绕组标号由小到大的顺序依此串联（Xn接An+1），标号最小绕组的A端子（即A1）作中压输出端子，标号最大的X端子作接地端子；绕组并联则将各绕组的A端子连接作中压输出端子，将各绕组的X端子连接作接地端子。
励磁变压器高低压绕组间具有静电屏，出厂前已与标号最大绕组的X端子连接。
通常高压绕组个数与谐振电抗器台数相同，各绕组联结情况视谐振电抗器使用情况而定，电抗器串联则励磁变绕组也串联，电抗器并联则励磁变绕组也并联。
图3 励磁变压器原理图励磁变压器使用注意：◆标号最大绕组的X端子须作接地端子，否则将导致励磁变压器损坏。
◆试验中不用的高压绕组，应保障一端（A或X）与相邻的绕组连接，避免绕组电位悬浮。
◆试验中不用的高压绕组不得短接，否则将导致励磁变压器损坏。
◆试验完毕后，励磁变压器表面温度可能较高，当心烫伤。
3.2.3 谐振电抗器谐振电抗器与容性试品在励磁变压器的激励下发生串联谐振。
为满足不同电压等级、不同容量试品的试验要求，谐振电抗器一般由2－4节组成，根据需要各节电抗器可并联也可串联使用如图4，但必须同时满足：组合后的电抗器额定电压不小于试验电压，电抗器与试品的谐振频率在系统规定的工作频率范围内。
图4 电抗器串并联示意图谐振电抗器使用注意：◆装有底座的电抗器内安装有避雷器，一端连L端另一端连接地端子，防止反击过电压损坏设备，试验时电抗器座务必接地。
◆电压等级较高的电抗器上配有均压环，防止电抗器沿面放电损坏，试验时务必装设均压环，安装方式如图5。
图5 均压环安装剖面图图6 谐振电抗器磁场示意图◆均压环由多根小环组合而成，为防止涡流，单个小环留有缺口（不闭合），且小环间采用一点连接方式，使用时严禁小环缺口短接。
◆若电抗器电压为超高压等级，电抗器均压环为双环，应把两环机械电气对接，严禁漏用或仅用单环均压罩。
◆严禁电抗器放于铁板等导磁材料上（包括车厢）做试验，否则因涡流而损坏电抗器，电抗器磁场分布如图6。