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串聯(lián)諧振裝置發(fā)展
發(fā)布日期：2020-05-18 點(diǎn)擊：1210次
四方國(guó)瑞是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內(nèi)都廣受好評(píng)，以打造最具權(quán)威的“串聯(lián)諧振“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。
四方國(guó)瑞生產(chǎn)的串聯(lián)諧振裝置主要由變頻控制器，勵(lì)磁變壓器，高壓電抗器，高壓分壓器等組成。變頻控制器又分兩大類，20KW及以上為控制臺(tái)式，20KW以下為便攜箱式；它由控制器和濾波器組成。變頻控制器主要作用是把幅值和頻率都固定的380V或200V工頻正弦交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉岛皖l率可調(diào)的正弦波。并為整套設(shè)備提供電源。勵(lì)磁變壓器的作用是將變頻電源輸出的電壓升到合適的試驗(yàn)電壓。高壓電抗器L是諧振回路重要部件，當(dāng)電源頻率等于1/（2π√LCX）時(shí)，它與被試品CX發(fā)生串聯(lián)諧振。今天我們簡(jiǎn)單談一下串聯(lián)諧振裝置的技術(shù)特點(diǎn)與注意事項(xiàng)。
串聯(lián)諧振裝置技術(shù)特點(diǎn)
1. 波形為脈寬電壓調(diào)節(jié)的方波。
2. 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電壓連續(xù)監(jiān)控，當(dāng)電源電壓波動(dòng)或電源頻率波動(dòng)導(dǎo)致高壓電壓波動(dòng)時(shí)，自動(dòng)3.微調(diào)電壓至設(shè)置電壓值。
3. 自動(dòng)掃頻，尋找諧振點(diǎn).頻率范圍20-300Hz,可手動(dòng)設(shè)置掃頻范圍，掃頻最大耗時(shí)2分鐘(全頻掃)， 頻率分辨率0.01Hz。
4. 自動(dòng)試驗(yàn)，用戶可設(shè)置試驗(yàn)程序，試驗(yàn)程序分為5段，系統(tǒng)自動(dòng)按設(shè)置的程序完成試驗(yàn)過(guò)程。
5. 強(qiáng)大的保護(hù)及報(bào)警功能：過(guò)流保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)和閃絡(luò)保護(hù)。
串聯(lián)諧振裝置注意事項(xiàng)
一、試驗(yàn)頻率的調(diào)整
對(duì)試驗(yàn)裝置與被試品構(gòu)成的回路，其諧振頻率是確定的，有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)被試品頻率不能滿足試品所要求的頻率。由公式：ωL=1/ωC，為滿足頻率要求，有調(diào)節(jié)電感和改變電容量?jī)蓚€(gè)辦法，但由于可調(diào)電感的設(shè)備價(jià)格相對(duì)要高得多，為此選擇用并聯(lián)電容的辦法(如圖4所示)。
在施工現(xiàn)場(chǎng)，并聯(lián)電容的來(lái)源有耦合電容器、開(kāi)關(guān)的斷口電容器等。在選用并聯(lián)電容時(shí)，必須考慮并聯(lián)電容器能夠承受試驗(yàn)電壓的考驗(yàn)，電容量的大小必須使試驗(yàn)電壓頻率能夠滿足規(guī)程規(guī)定。例如對(duì)變壓器耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率一般要求在工頻，即45-60HZ。由串聯(lián)諧振條件：LC=1/ω，因?yàn)長(zhǎng)=2*131=262H，所以C約為27000-48000pF。根據(jù)介損試驗(yàn)數(shù)據(jù)，變壓器高對(duì)低的電容量一般要小于27000pF，顯然不能滿足諧振條件。例如，我們?cè)谧瞿撑_(tái)主變220KV中性點(diǎn)套管耐壓試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)高對(duì)低地的電容量Cx=18000pF，試驗(yàn)電壓為72KV,實(shí)際條件選用110KV耦合電容器(C1-10000PF)。這樣，C=C1+Cx=28000pF，f=58.8HZ，在規(guī)定范圍內(nèi)，考慮到高壓引線對(duì)地的雜散電容影響，實(shí)際測(cè)量值要比計(jì)算值略低?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為f=55.6HZ，與計(jì)算值相符。又如電纜，其耐壓試驗(yàn)的頻率一般要求在30-75HZ間。由于不同長(zhǎng)度、不同截面電纜的電容量不同，要實(shí)際情況實(shí)際計(jì)算，通過(guò)并聯(lián)電容器和改變電感的串并聯(lián)，使得頻率符合要求。如110KV電纜，YJLW03-64/110，400平方毫米，440米，單芯電容量為65nF，可計(jì)算得f=2*(65*10*131)=53HZ,在范圍內(nèi)。若是遇到短電纜，在電容量不夠時(shí)，可并聯(lián)電容器。
二、提高試驗(yàn)的穩(wěn)定性
在應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓升到接近試驗(yàn)電壓時(shí)，電壓上升速度太快并伴有較大的電壓波動(dòng)，甚至能導(dǎo)致電壓保護(hù)動(dòng)作，使試驗(yàn)必須重新開(kāi)始，這對(duì)設(shè)備安全是不利的。但如果電壓保護(hù)值設(shè)定過(guò)大，就不能很好的起到保護(hù)被試設(shè)備免受過(guò)電壓的作用。根據(jù)R-L-C電路的通用頻率特性曲線(如下圖5)。
改變這種情況的方法有以下兩種：
1. 選擇偏離諧振頻率下進(jìn)行試驗(yàn)。我們知道，為減少試驗(yàn)變壓器的容量，在選擇 Q 值時(shí)，Q值盡量要大.但當(dāng)Q值較大時(shí)，而在偏離諧振頻率時(shí)，相對(duì)較緩。所以，我們可以在試驗(yàn)變壓器容量允許的條件下選擇偏離諧振頻率進(jìn)行升壓，達(dá)到了降低電壓上升速度的目的。
2. 調(diào)整回路的品質(zhì)因數(shù)。由圖 Q=Uc/U=1/ωCR可知，為減少Q(mào)值，必須增加回路電阻，這樣，為達(dá)到試驗(yàn)電壓，勵(lì)磁變壓器的輸出容量也要增加，所以，應(yīng)用這種方法時(shí)，必須在容量許可的條件下進(jìn)行。
3. 對(duì)接地電阻的要求
接地線要于接地體可靠連接，接地電阻小于4Ω。
利用串聯(lián)諧振的方法進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)是完全可行的。對(duì)于試驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，采用調(diào)整試驗(yàn)頻率、選擇偏離諧振頻率下進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)整回路的品質(zhì)因數(shù)的方法也是行之有效的。前面所述僅僅是目前實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，今后還會(huì)遇到一些其它的技術(shù)問(wèn)題，有待在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決。目前電力規(guī)范中規(guī)定35KV及以上電纜試驗(yàn)必須做交流耐壓，這就要求我們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，逐漸改進(jìn)，對(duì)新工藝、新材料提出更高的要求，用行之有效科學(xué)方法去應(yīng)對(duì)日益發(fā)展新技術(shù)。
近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)化網(wǎng)絡(luò)不斷升級(jí)改造，高壓串聯(lián)電纜在城市建設(shè)中廣泛應(yīng)用，串聯(lián)電纜的長(zhǎng)度和容量也在逐年攀升，過(guò)去的直流耐高壓試驗(yàn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足串聯(lián)電纜的絕緣性能，而作為最佳試 驗(yàn)方式的工頻試驗(yàn)設(shè)備在大容量和長(zhǎng)度面前，又很難適應(yīng)。串聯(lián)諧振的應(yīng)用就越來(lái)越廣泛。
國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門為什么廣泛推薦采用交流耐壓取代直流耐壓？隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城網(wǎng)供電電壓等級(jí)的提高，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（XLPE）以其合理的工藝和結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的電氣性能和安全可靠的運(yùn)行特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外獲得越來(lái)越廣泛的使用。尤其在高壓輸電領(lǐng)域更取得了巨大的進(jìn)展。與充油電纜相比，交聯(lián)電纜敷設(shè)安裝方便，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，不存在油的淌流問(wèn)題。但是，近年來(lái)的運(yùn)行和研究表明，交聯(lián)聚乙烯電纜的絕緣在運(yùn)行中易產(chǎn)生樹枝化放電，造成絕緣老化破壞，嚴(yán)重地影響了交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的使用壽命。因此，充分認(rèn)識(shí)交聯(lián)電纜的絕緣特性，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防絕緣中存在的某些缺陷， 對(duì)保障設(shè)備乃至系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。闡述了影響交聯(lián)電纜絕緣的主要因素以及電纜的交接試驗(yàn)原理，認(rèn)為在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)交聯(lián)電纜實(shí)施交流耐壓試驗(yàn)是必要和可行的。
為了保證電纜安全可靠運(yùn)行，有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電纜的各種試驗(yàn)做了明確的規(guī)定。主要試驗(yàn)項(xiàng)目包括：測(cè)量絕緣電阻、直流耐壓和泄漏電流。其中測(cè)量絕緣電阻主要是檢驗(yàn)電纜絕緣是否老化、受潮以及耐壓試驗(yàn)中暴露的絕緣缺陷。直流耐壓和泄漏電流試驗(yàn)是同步進(jìn)行的，其目的是發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷。但是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：直流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)交聯(lián)電纜中的絕緣缺陷，甚至造成電纜的絕緣隱患。德國(guó)Sechiswag公司在1978～1980年41個(gè)回路的10 kV電壓等級(jí)的XLPE電纜中，發(fā)生故障87次；瑞典的3 kV～24．5 kV電壓等級(jí)XLPE電纜投運(yùn)超出9 000 km，發(fā)生故障107次，國(guó)內(nèi)也曾多次發(fā)生電纜事故，相當(dāng)數(shù)量的電纜故障是由于經(jīng)常性的直流耐壓試驗(yàn)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)引起。因此，國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門廣泛推薦采用交流耐壓取代傳統(tǒng)的直流耐壓。
上世紀(jì)80年代至90年代中期，加拿大、德國(guó)、美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家制定了相應(yīng)的交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)并推廣應(yīng)用。從90年代末開(kāi)始，我國(guó)的廣東、北京、上海、浙江、山東等地出臺(tái)了對(duì)xlpe電纜做交流試驗(yàn)的暫行規(guī)定。國(guó)標(biāo)GB50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》推薦采用變頻串聯(lián)諧振耐壓方式。
