KEMA 采用 HBM 测量设备进行高压系统测试

HBM 为 KEMA高压实验室 提供了三台 Genesis High Speed 系列瞬态记录仪,以取代 KEMA 实验室在1995年至2000年期间购买的 LDS Nicolet设备。更换为新型测量设备的主要原因是需要执行 IEC 60060-2(2010)标准。

电源故障可能产生重大事故

在高压实验室,我们专注于高压部件测试和认证,电力设备及计量,保护和控制设备。电力现在越来越复杂和脆弱,所以高压装置和系统的安全及控制变得越来越重要。关键系统的故障可能导致重大事故,给经济带来损失,甚至危及生命。

 

"我们在电力测试领域具有极高的声誉,KEMA 测试证书是国际公认。”

John Mooren, KEMA实验室的测试工程师.

KEMA 实验室

位于阿纳姆的高压和高功率实验室是 KEMA 实验室的一部分,隶属于DNV GL 的能源部门。大功率实验室主要进行短路测试以确定材料的短路电阻。实验室拥有四台发电机,可以制造 8,800 MVA 短路电流,并在2015年新增两台新发电机,短路电流增加到13,000 MVA。

高压实验室主要负责测试和认证高压电缆和组件,确定材料绝缘特性的介电测试组成。实验室还进行了各种其他测试,如变压器和开关设备的温度测试,持续数月的耐久性测试,高压校准以及包括绝缘体和安全继电器在内的机械测试。

介电试验

使用交流(AC),直流(DC)和雷电冲击(LI)等进行电介质测试。 HBM瞬态记录仪用于雷电冲击测试。标准的雷电冲击电压波形具有1.2 微秒的前续和50微秒的半值时间。 HBM瞬态记录仪系统测量速率非常高,达到了10纳秒。波形的前持续时间可以进行 120次测量。闪电波形的峰值电压使用符合IEC 60060-2 软件公式进行评估。该软件是 HBM Genesis High Speed 数据采集系统的一部分,非常适合此任务。

400 kV电缆系统,配有2.6 MV脉冲电压发生器和3000 kV分压器。 带有HBM发射器的EMC盒位于分频器的基座。
校准带有1 MV脉冲电压发生器700 kV分压器测试设置。 带有 HBM 发射器的EMC盒位于分频器的基座。

雷电浪涌电压

雷电浪涌电压由脉冲电压发生器产生,脉冲电压发生器由多个100千伏(或200千伏)的电容器组成,然后将它们串联放电。高压实验室共有三台脉冲电压发生器。可实现的最大电压为2.6 MV(每个电压为200 kV的13个电容器),1.6 MV和1 MV(分别为16 kV和100 kV的16个电容器)。脉冲电压的峰值按照国际标准确定。 400 kV高压系统的脉冲电压峰值为1425 kV,12 kV中压系统峰值为75 kV。

实验室包含六个高压分压器,用于测量脉冲电压。每个分频器都有自己的数字转换发射器,还有两个测量系统用于两个辅助信号测量。整个系统共有八个发射器和三个接收器,以及三套 HBM 测量系统。

另一个新功能是通过光纤将测量数据传输到PC。不仅消除了干扰,使测量数据更准确。另外安全性也得到改善,因为光纤自身的特性决定其对高压雷击是免疫的。

为何是新设备?

“2009年我们开始使用新设备。这不仅是因为在2009年搬到了新的实验室,主要是由于2010年生效的IEC 60060标准。作为HVL,我们在 IEC 标准委员会中拥有一席之地,我们希望保持最新状态,并按照最现代的标准进行测试和认证。 IEC 60060标准描述了高压测试条件,它规定了产生测试所需电压的精确定义和指导原则,并描述了允许的测量公差以及测量系统的要求。''

John Mooren, KEMA 实验室测试工程师.

2010年批准采购新型测量设备,并进行了有五家领先制造商的招标。三家制造商被​​邀请在2011年在实验室进行演示。根据最佳性价比,最终选择HBM。

Perception 软件

HBM Perception 软件, 按照 IEC 60060-1(2010)标准,使用带有曲线拟合和滤波的K系数法(根据IEC 61083-2进行检查)
安装在 EMC 盒中的 HBM ISOBE5600系列接收器和变送器。

实施

新设备于2012年初交付。这包括 SOBE5600m 在内的三台来自 Genesis HighSpeed 瞬态记录仪,采样率为100MS / s,每秒采样量为1亿次。 ISOBE5600系统由安装在高压测试环境中的数字化仪/发射器单元和接收器单元组成。发射机和接收机之间的通信是通过光纤,确保测试电池和控制室之间的电气绝缘。用于处理测量数据的 HBM Perception 软件也是解决方案的一部分,并执行IEC 60060-2中描述的计算。

HBM ISOBE5600t发射器/数字化仪具有衰减器,用于处理作为固定单元安装在EMC盒中的输入信号,这意味着测量结果不会受到电磁干扰的影响。数字转换器/发射机将测量信号数字化,使其适合通过光纤电缆传输到接收器。Perception 高压脉冲分析(HV-IA)软件模块提供了一个用于设置测试的控制面板,以及大多数功能可视化的图形用户界面,例如电压曲线。

初始配置在2012年运行并获得认证,之后与LabVIEW集成。DNV-GL高压实验室完全切换到使用 Genesis High Speed设备。新设备证明比旧系统明显更准确,并且拥有完全符合IEC 60060 标准的测试功能。