串聯(lián)諧振方案
串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置原理
發(fā)布日期：2020-05-09 點(diǎn)擊：1272次
串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是利用調(diào)諧電感與負(fù)荷電容使之產(chǎn)生工頻串聯(lián)諧振，以獲得工頻試驗(yàn)電壓的串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置。串聯(lián)諧振由隔離變壓器、調(diào)頻調(diào)壓電源、激勵(lì)變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振連接方式；分壓器并聯(lián)在被試品上，用于測(cè)量被試品上的諧振電壓，并作過(guò)壓保護(hù)信號(hào)；調(diào)頻功率輸出經(jīng)激勵(lì)變壓器耦合給串聯(lián)諧振回路，提供串聯(lián)諧振的激勵(lì)功率。
串聯(lián)諧振原理 ：
利用調(diào)諧電感與負(fù)荷電容使之產(chǎn)生工頻串聯(lián)諧振，以獲得工頻試驗(yàn)電壓的設(shè)備。
由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振連接方式；分壓器并聯(lián)在被試品上，用于測(cè)量被試品上的諧振電壓，并作過(guò)壓保護(hù)信號(hào)；調(diào)頻功率輸出經(jīng)勵(lì)磁變壓器耦合給串聯(lián)諧振回路，提供串聯(lián)諧振的激勵(lì)功率。
串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是一代專門用于容性試品交流耐壓試驗(yàn)的設(shè)備，廣泛用于各種高壓交聯(lián)電纜,變壓器,發(fā)電機(jī),GIS開關(guān),電動(dòng)機(jī)的交流耐壓試驗(yàn)，SF6開關(guān)變頻調(diào)頻串聯(lián)諧振串諧工頻交流耐壓試驗(yàn)成套儀器設(shè)備。
常見的工頻耐壓設(shè)備大致可分為兩類：其一是普通的升壓變壓器系統(tǒng);其二是串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)。這兩種試驗(yàn)系統(tǒng)各有長(zhǎng)短，互為補(bǔ)充，用戶可根據(jù)自身試品的試驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。這類系統(tǒng)由調(diào)壓器、升壓變壓器、分壓器和控制臺(tái)組成，其電路原理圖如圖1所示。
變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，可用來(lái)把某一數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。升壓變壓器就是用來(lái)把低數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一較高數(shù)值交變電壓的變壓器。其在高頻領(lǐng)域應(yīng)用較廣，如逆變電源等。
升壓變壓器系統(tǒng)工作原理是：由調(diào)壓器輸出一個(gè)可變電壓供給升壓變壓器，由升壓變壓器將電壓升至電纜試驗(yàn)所需要的電壓值。
串聯(lián)諧振，是由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構(gòu)成串聯(lián)諧振連接方式;分壓器并聯(lián)在被試品上，用于測(cè)量被試品上的諧振電壓，并作過(guò)壓保護(hù)信號(hào);調(diào)頻功率輸出經(jīng)激勵(lì)變壓器耦合給串聯(lián)諧振回路，提供串聯(lián)諧振的激勵(lì)功率。
串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)工作原理：已知在回路頻率f=1/2π√LC時(shí)，回路產(chǎn)生諧振，此時(shí)試品上的電壓是勵(lì)磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)品質(zhì)因素，即電壓諧振倍數(shù)，一般為幾十到一百以上。先通過(guò)調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振，再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)變頻電源輸出電壓使試品電壓達(dá)到試驗(yàn)值。由于回路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產(chǎn)生較高的試驗(yàn)電壓。串聯(lián)諧振試驗(yàn)系統(tǒng)工作原理如下圖所示：
由于電纜是一個(gè)電容性負(fù)載，升壓變壓器輸出到電纜上的工頻電壓將會(huì)有容升效應(yīng)，容升的大小與電纜電容量大小及升壓變壓器和電纜電容的諧振有關(guān)，通常容升可能會(huì)超過(guò)20%～30%。因此，需要在升壓變壓器的輸出端并聯(lián)一個(gè)分壓器，以準(zhǔn)確測(cè)量電纜上的試驗(yàn)電壓，防止電纜上電壓過(guò)高而損壞電纜的絕緣。這種試驗(yàn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，操作方便，并可對(duì)有絕緣缺陷的電纜進(jìn)行加壓燃燒，以發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)體積大，輸出功率與輸入功率相同，耗電大，斌品擊穿時(shí)升壓變壓器的高壓輸出直接對(duì)地放電，容易造成地電位升高，設(shè)備損壞，威脅人身安全。而且，由于電纜燃燒的程度較難把握，常常會(huì)出現(xiàn)幾層電纜全被燒毀的情況，給電纜廠造成不必要的損失。
由于電力發(fā)展的需要，電纜廠生產(chǎn)的電纜，電壓等級(jí)越來(lái)越高，截面積越來(lái)越大，長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，因此，出廠耐壓試驗(yàn)設(shè)備的容量也隨之越來(lái)越大。通常的升壓變壓器試驗(yàn)系統(tǒng)由于自身的缺陷，已無(wú)法滿足電纜出廠耐壓試驗(yàn)的要求。尤其是隨著兩網(wǎng)改造的深人，對(duì)架空絕緣導(dǎo)線和高壓交聯(lián)電纜的需求日益增大，因串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置適用于電力電纜串聯(lián)諧振、電力變壓器串聯(lián)諧振、發(fā)電機(jī)組(水力發(fā)電機(jī)或火力發(fā) 電機(jī)組)、電機(jī)串聯(lián)諧振、開關(guān)柜串聯(lián)諧振、GIS開關(guān)等大容量，高電壓的電容性試品的交接和預(yù)防性試驗(yàn)。使更為先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)逐漸被廣大電纜廠所接受。
