變頻串聯(lián)諧振實驗成套設備

該設備首要用于以下方面：

　　1、6kV-500kV高壓交聯(lián)電纜的交流耐壓實驗

　　2、各種發(fā)電機的交流耐壓實驗

　　3、10-500kV開關柜，GIS和SF6開關的交流耐壓實驗

　　4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓實驗 

　　5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓實驗。

　　該成套設備由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、分壓器組成。

　　特色：

　　1) 內(nèi)部由嵌入式觸摸屏操控,操作功用得到優(yōu)化,操作簡略

　　2) 主動掃頻,尋找諧振點.頻率規(guī)模20-300Hz,可手動設置掃頻規(guī)模,掃頻大耗時3分鐘(全頻掃). 頻率分辨率0.1Hz

　　3) 主動實驗,用戶可設置實驗程序,體系主動按設置的程序完結實驗進程

　　4) 主動實驗時,主動盯梢體系的諧振狀況,當諧振狀況發(fā)生變化,超越設置的區(qū)域時,體系主動盯梢諧振點.在全部進程中保證體系作業(yè)在最優(yōu)出力狀況，調(diào)頻時制作頻率電壓曲線。

　　5) 耐壓時主動盯梢電壓,電壓正常動搖時主動調(diào)整電壓到目標電壓,由用戶根據(jù)實驗狀況進行操作

　　6) 全壓輸出保護：在調(diào)壓進程中，嚴厲保證變頻電源不會全電壓輸出

　　7) 軟件經(jīng)過嚴厲模仿運轉查驗，運轉安全、安穩(wěn)、可靠

　　8) 主動保留實驗數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)查詢功用,根據(jù)查詢條件查詢以往的實驗數(shù)據(jù)；

　　9) 液晶顯現(xiàn)屏可顯現(xiàn)電源電壓和電流；高壓輸出的頻率、電壓、電流

　　10) 保護功用：具有斷電、過流、過壓及閃絡保護功用；

　　a) 過電壓保護：可人工設定過電壓保護值；當整套設備的輸出電壓到達保護整定值時，主動切除整套設備

　　b) 過電流保護：可人工設定過電流保護值；當整套設備的輸出電流到達保護整定值時，主動切除整套設備

　　c) 擊穿保護：具有放電或閃絡保護功用，當高壓側發(fā)生對地閃絡時，主動切除整套設備。不會對實驗設備和人身形成損傷，變頻電源內(nèi)電子元件不會擊穿

　　d) 斷電保護：實驗電源斷電后，設備能迅速保護

　　11) 變頻電源內(nèi)部結構及其各元器件在經(jīng)過正常的公路、鐵路運輸后，彼此方位不變，不損壞，緊固件不松動

    遵照電力儀器奉告實驗需要，變壓器、GIS體系、SF6斷路器、電流互感器、電力電纜、套管的全部容性設備奉告時有必要符合交流耐壓實驗標準[1],那么讓咱們一起來細談細談變頻串聯(lián)諧振在電力工程中的遠景，運用傳統(tǒng)的工頻電壓實驗法進行容性儀器交流耐壓實驗時，升壓實驗變壓器不易轉移，而且現(xiàn)場大電流實驗電源不容易獲得。和傳統(tǒng)實驗辦法相對來說，變頻串聯(lián)諧振具有輸入電源容量小、設備分量輕，品質因數(shù)高，而且具有主動調(diào)諧、兩層防護、組合辦法活絡優(yōu)勢[2]。

??由于串聯(lián)諧振裝置電源首要運用諧振電抗器和被試品電容諧振發(fā)生高電壓和大電流的，實驗電源僅僅供給體系有功的消耗，所以它所需電源功率僅具有實驗容量的1/Q。一起，由于串聯(lián)諧振實驗不必大功率調(diào)壓設備和工頻實驗變壓器，諧振激磁電源僅要實驗容量的1/Q，使得串聯(lián)諧振體系分量和體積方案化的減少。不一樣的是，諧振電源是諧振式濾波電路，其能優(yōu)化輸出電壓波形，以至于躲避諧波峰值對試品的誤擊穿。但在串聯(lián)諧振形式下，當試品絕緣缺陷被擊穿時，電路當即脫諧，回路電流靈敏調(diào)整為正常實驗電流的1/Q，所以他還能躲避大的短路電流對缺陷點的燒傷。

??2.串聯(lián)諧振原理剖析

??電路諧振時阻抗值小，當端口電壓一守時，電路電流將抵達大值，如圖1(b)所示，且該值的巨細僅與電阻的阻值有關而與電感和電容無關。諧振時電感電壓與電容電壓數(shù)值相等、相位相反，為總電壓的Q倍[4]，即。RLC串聯(lián)電路的電流是電源頻率的函數(shù)，

??在電阻、電感及電容所構成的串聯(lián)電路中，當容抗與感抗相等時，電路中的電壓與電流相位一樣，電路呈現(xiàn)純電阻性，此即為串聯(lián)諧振[3]。當電路發(fā)生串聯(lián)諧振時，電路的阻抗Z=R，此時回路總阻抗值小，回路電流大值。圖1(a)所示為電感和電容元件串聯(lián)構成的一端口網(wǎng)絡，其等效阻抗，當發(fā)生諧振時，其端口電壓與電流同相位，即，由此可推得諧振角頻率和諧振頻率分別為，。界說諧振時的感抗或容抗 為特性阻抗ρ，則特性阻抗ρ與電阻R的比值即為品質因數(shù)Q。串聯(lián)諧振設備

??為了研討電路參數(shù)對諧振特性的影響，一般選用通用諧振曲線，圖2(b)所示為串聯(lián)諧振電路的通用諧振曲線。通用諧振曲線的形狀只與Q值有關，且曲線形狀越尖利，電路的選頻功用越好。幅值大于峰值的0.707倍所對應的頻率方案為通帶寬，理論推導可得，由該式可知通帶寬與品質因數(shù)成反比。

??即，在電路的電感L、電容C和電源電壓US不變的狀況下，不一樣的R值得到不一樣的Q值，圖2(a)所示為不一樣Q值時的電流幅頻特性曲線。

??3.變頻串聯(lián)諧振的工程運用剖析

??變頻串聯(lián)諧振實驗進程中，勵磁變的容量應大于有功功率P，并在勵磁變最低輸出電壓滿足實驗需要的前提下盡量降低勵磁變的變比，然后相應減小勵磁變原邊的輸入電流。實驗電源容量S=P+P1，其間P1為變頻電源本身的損耗，由電源端輸入電壓為380V可得電源電流I1=。實驗中電抗器的額定電壓和電流也應大于實驗電壓和高壓電流，當電抗器選用串并聯(lián)以滿足實驗需要時，有必要計算每個電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。

??在現(xiàn)場實驗中，一般選用16mm2以上的裸銅線接地，裸銅線其寄生電感在μH數(shù)量級，約0.1-1μH/m，直

??流電阻約0.1mΩ，假定接地線有曲折環(huán)繞景象，電感量可增加到10-1000μH/m。試品絕緣一般在交流電壓的正峰值或負峰值被擊穿，試品被擊穿剎那間試品上的電壓，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時間一般在0.1-10μs之間，詳細狀況與擊穿點的實習狀況有關。從放電能量上看，即使放電時，試品的小電容量只需0.002μF，實習實驗時試品電容量遠大于該值。如以放電時頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計算，地線的寄生感抗XL==0.628Ω，地線或許發(fā)生的過電壓Ud=If XL=1000×0.628=628V。假定地線聯(lián)接不標準，寄生電感就會增大很多，發(fā)生的過電壓或許更大，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓實驗體系有必要一點可靠接地，分壓器的接地址與大地的聯(lián)接線應盡量短，接地線應粗、直、短，然后保證實驗安全。

??變頻串聯(lián)諧振其諧振頻率，其間L為電抗器的電感值，如有幾個電抗器串并聯(lián)運用應思考互感的影響;C為被試品及分壓電容器的和，現(xiàn)場能夠用電橋或介損儀進行實習丈量獲得。高壓電流I=2πfCU，由被試品的電氣參數(shù)和出廠耐壓實驗值，可判定現(xiàn)場的耐壓實驗電壓U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其間P0為勵磁變空載損耗，PK為電抗器額定有功損耗。

??為進行GIS導體對外殼交流耐壓實驗，實驗前先用介損儀在該變#1主變220kV側測得各相對地電容，并根據(jù)被試設備電容量計算所需電感以及實驗電流及容量，各相對地電容量如表1所示。根據(jù)理論計算進行準備實驗作業(yè)，現(xiàn)場實驗實習諧振頻率為73.8Hz，實驗進程中未發(fā)生設備部件的閃絡、放電，且實驗前后試品絕緣無明顯變化，設備順暢經(jīng)過交流耐壓實驗

??4.變頻串聯(lián)諧振在工程中的運用典范剖析

??以某變電站220kV GIS導體對外殼耐壓實驗為例，產(chǎn)品出廠實驗電壓導體對地為460kV，現(xiàn)場奉告實驗電壓值為出廠實驗的80%，即368kV。實驗設備選用變頻式串聯(lián)諧振耐壓實驗設備，實驗按電氣設備奉告實驗標準和規(guī)程進行[1，5]。實驗時GIS設備所有氣室均充額定壓力SF6氣體且微水丈量合格，架空線、電力變壓器、避雷器和保護空位與GIS隔脫離。導體對外殼耐壓加壓實驗時，220kV GIS實驗電壓由#1主變220kV側套管處施加，每次一相，別的兩相與接地的外殼短接。

??5.結論

??因而咱們將變頻串聯(lián)諧振和交流工頻耐壓實驗設備進行比照，然后得知其具有電源容量小、實驗儀器易轉移、輸出電壓波形好等優(yōu)勢，還能夠有力度的躲避諧波峰值對試品的誤擊穿、一起也能躲避大的短路電流燒傷缺陷點。變頻串聯(lián)諧振原理、工程運用聯(lián)系和現(xiàn)場實驗充分證明，變頻串聯(lián)諧振在電力工程實驗中具有出色的技術專長和龐大的市場需要。