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串聯(lián)諧振電路應(yīng)用

發(fā)布日期：2018-05-31　點擊：1907次

按照電氣設(shè)備交接試驗要求,變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6斷路器、電流互感器、電力電纜、套管等容性設(shè)備交接時需進(jìn)行交流耐壓試驗 。采用傳統(tǒng)的工頻電壓試驗法進(jìn)行容性設(shè)備交流耐壓試驗時,升壓試驗變壓器笨重、龐大，且現(xiàn)場大電流試驗電源不易取得。與傳統(tǒng)試驗方法相比較，變頻串聯(lián)諧振具有輸入電源容量小、設(shè)備重量輕，品質(zhì)因數(shù)高，并具有自動調(diào)諧、多重保護(hù)、組合方式靈活等優(yōu)點 。
由于串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，試驗電源只需提供系統(tǒng)有功的消耗，因此其所需電源功率只有試驗容量的1/Q。而且，由于串聯(lián)諧振試驗不需要大功率調(diào)壓裝置和工頻試驗變壓器，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得串聯(lián)諧振系統(tǒng)重量和體積大大減少。另外，諧振電源是諧振式濾波電路，其能改善輸出電壓波形，從而防止諧波峰值對試品的誤擊穿。而在串聯(lián)諧振狀態(tài)下，當(dāng)試品絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，故其還可防止大的短路電流對故障點的燒傷。

高壓電氣實驗主要是針對電力系統(tǒng)中絕緣系統(tǒng)設(shè)備的安全進(jìn)行檢驗，同時，在日常運(yùn)行過程中也要定期對電氣設(shè)備進(jìn)行試驗。交流耐壓實驗是高壓電氣實驗中較為常見的實驗方法，但這種實驗對電源和設(shè)備的要求較高，串聯(lián)諧振設(shè)備在其中的應(yīng)用則大大降低了交流耐壓試驗的難度，使試驗?zāi)軌蝽樌M(jìn)行，所以，有必要對串聯(lián)諧振在高壓試驗中的應(yīng)用進(jìn)行分析、研究。

串聯(lián)諧振概述
在高壓實驗中，串聯(lián)諧振的應(yīng)用是利用RLC串聯(lián)諧振電路產(chǎn)生諧振，使電流和電源電壓相位相同，產(chǎn)生無功電壓相同、相位相反的效果，這樣整個電路就會呈現(xiàn)阻性。其中，諧振電流的大小取決于電阻的大小，而其諧振頻率則是由電路參數(shù)L和C來調(diào)節(jié)的，通過調(diào)節(jié)這兩個參數(shù)來實現(xiàn)串聯(lián)諧振。由此可以看出，要想在高壓實驗中應(yīng)用串聯(lián)諧振技術(shù)，首先應(yīng)該具備的諧振設(shè)備包括兩個部分，即電抗器和電容器。其中，電抗器產(chǎn)生電感L，而電容器產(chǎn)生電容C，通過調(diào)節(jié)L和C的數(shù)值使得外加電源信號頻率與電路的固定頻率一致，這時，電路就會產(chǎn)生諧振。出現(xiàn)諧振時，電容和電感上所獲得的電壓值是最大的，這樣就可以利用最大電壓值對電力設(shè)備的試驗品進(jìn)行試驗，以達(dá)到試驗的目的。具體來說，整個串聯(lián)諧振設(shè)備主要包括變頻調(diào)壓電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和高壓分壓器等。其中，變頻調(diào)壓電源主要是在實驗中提供可調(diào)節(jié)頻率和幅值的電壓，具有過壓保護(hù)、放電保護(hù)和過流保護(hù)等多種保護(hù)功能。勵磁變壓器則能夠?qū)⒆冾l電源中的輸出電壓升高到試驗要求的電壓，以使變頻電壓符合諧振要求。高壓分壓器是用來測量試驗電壓、保護(hù)信號的；而高雅電抗器則是諧振回路中不可缺少的部件，是產(chǎn)生諧振的重要工具。當(dāng)系統(tǒng)頻率和電源頻率一致時，就會發(fā)生串聯(lián)諧振。

變頻串聯(lián)諧振與交流工頻耐壓試驗裝置比較，其具有電源容量小、試驗設(shè)備重量輕、輸出電壓波形好等優(yōu)點，并可有效的防止諧波峰值對試品的誤擊穿、且可避免大的短路電流燒傷故障點。變頻串聯(lián)諧振原理、工程應(yīng)用分析及現(xiàn)場試驗表明，變頻串聯(lián)諧振在電力工程試驗中具有突出的技術(shù)優(yōu)勢和良好的應(yīng)用前景。

湖北四方國瑞電力控股有限公司  技術(shù)部  時間 2018-05-31