變頻串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)成套設(shè)備

該設(shè)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(shí)驗(yàn)

　　2、各種發(fā)電機(jī)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)

　　3、10-500kV開關(guān)柜，GIS和SF6開關(guān)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)

　　4、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓實(shí)驗(yàn) 

　　5、其它電力高壓設(shè)備如母線，套管，互感器的交流耐壓實(shí)驗(yàn)。

　　該成套設(shè)備由變頻電源、勵(lì)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(jiǎn)略

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

　　3) 主動(dòng)實(shí)驗(yàn),用戶可設(shè)置實(shí)驗(yàn)程序,體系主動(dòng)按設(shè)置的程序完結(jié)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程

　　4) 主動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí),主動(dòng)盯梢體系的諧振狀況,當(dāng)諧振狀況發(fā)生變化,超越設(shè)置的區(qū)域時(shí),體系主動(dòng)盯梢諧振點(diǎn).在全部進(jìn)程中保證體系作業(yè)在最優(yōu)出力狀況，調(diào)頻時(shí)制作頻率電壓曲線。

　　5) 耐壓時(shí)主動(dòng)盯梢電壓,電壓正常動(dòng)搖時(shí)主動(dòng)調(diào)整電壓到目標(biāo)電壓,由用戶根據(jù)實(shí)驗(yàn)狀況進(jìn)行操作

　　6) 全壓輸出保護(hù)：在調(diào)壓進(jìn)程中，嚴(yán)厲保證變頻電源不會(huì)全電壓輸出

　　7) 軟件經(jīng)過嚴(yán)厲模仿運(yùn)轉(zhuǎn)查驗(yàn)，運(yùn)轉(zhuǎn)安全、安穩(wěn)、可靠

　　8) 主動(dòng)保留實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(hù)功用：具有斷電、過流、過壓及閃絡(luò)保護(hù)功用；

　　a) 過電壓保護(hù)：可人工設(shè)定過電壓保護(hù)值；當(dāng)整套設(shè)備的輸出電壓到達(dá)保護(hù)整定值時(shí)，主動(dòng)切除整套設(shè)備

　　b) 過電流保護(hù)：可人工設(shè)定過電流保護(hù)值；當(dāng)整套設(shè)備的輸出電流到達(dá)保護(hù)整定值時(shí)，主動(dòng)切除整套設(shè)備

　　c) 擊穿保護(hù)：具有放電或閃絡(luò)保護(hù)功用，當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生對(duì)地閃絡(luò)時(shí)，主動(dòng)切除整套設(shè)備。不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和人身形成損傷，變頻電源內(nèi)電子元件不會(huì)擊穿

　　d) 斷電保護(hù)：實(shí)驗(yàn)電源斷電后，設(shè)備能迅速保護(hù)

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

    遵照電力儀器奉告實(shí)驗(yàn)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(shè)備奉告時(shí)有必要符合交流耐壓實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[1],那么讓咱們一起來細(xì)談細(xì)談變頻串聯(lián)諧振在電力工程中的遠(yuǎn)景，運(yùn)用傳統(tǒng)的工頻電壓實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行容性儀器交流耐壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，升壓實(shí)驗(yàn)變壓器不易轉(zhuǎn)移，而且現(xiàn)場(chǎng)大電流實(shí)驗(yàn)電源不容易獲得。和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)辦法相對(duì)來說，變頻串聯(lián)諧振具有輸入電源容量小、設(shè)備分量輕，品質(zhì)因數(shù)高，而且具有主動(dòng)調(diào)諧、兩層防護(hù)、組合辦法活絡(luò)優(yōu)勢(shì)[2]。

??由于串聯(lián)諧振裝置電源首要運(yùn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)容量的1/Q。一起，由于串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)不必大功率調(diào)壓設(shè)備和工頻實(shí)驗(yàn)變壓器，諧振激磁電源僅要實(shí)驗(yàn)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(duì)試品的誤擊穿。但在串聯(lián)諧振形式下，當(dāng)試品絕緣缺陷被擊穿時(shí)，電路當(dāng)即脫諧，回路電流靈敏調(diào)整為正常實(shí)驗(yàn)電流的1/Q，所以他還能躲避大的短路電流對(duì)缺陷點(diǎn)的燒傷。

??2.串聯(lián)諧振原理剖析

??電路諧振時(shí)阻抗值小，當(dāng)端口電壓一守時(shí)，電路電流將抵達(dá)大值，如圖1(b)所示，且該值的巨細(xì)僅與電阻的阻值有關(guān)而與電感和電容無關(guān)。諧振時(shí)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(gòu)成的串聯(lián)電路中，當(dāng)容抗與感抗相等時(shí)，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(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，電路的阻抗Z=R，此時(shí)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(gòu)成的一端口網(wǎng)絡(luò)，其等效阻抗，當(dāng)發(fā)生諧振時(shí)，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(shí)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(zhì)因數(shù)Q。串聯(lián)諧振設(shè)備

??為了研討電路參數(shù)對(duì)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(guān)，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(duì)應(yīng)的頻率方案為通帶寬，理論推導(dǎo)可得，由該式可知通帶寬與品質(zhì)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(shí)的電流幅頻特性曲線。

??3.變頻串聯(lián)諧振的工程運(yùn)用剖析

??變頻串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，勵(lì)磁變的容量應(yīng)大于有功功率P，并在勵(lì)磁變最低輸出電壓滿足實(shí)驗(yàn)需要的前提下盡量降低勵(lì)磁變的變比，然后相應(yīng)減小勵(lì)磁變?cè)叺妮斎腚娏?。?shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中電抗器的額定電壓和電流也應(yīng)大于實(shí)驗(yàn)電壓和高壓電流，當(dāng)電抗器選用串并聯(lián)以滿足實(shí)驗(yàn)需要時(shí)，有必要計(jì)算每個(gè)電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。

??在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)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(jí)，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(fù)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(shí)間一般在0.1-10μs之間，詳細(xì)狀況與擊穿點(diǎn)的實(shí)習(xí)狀況有關(guān)。從放電能量上看，即使放電時(shí)，試品的小電容量只需0.002μF，實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)試品電容量遠(yuǎn)大于該值。如以放電時(shí)頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，寄生電感就會(huì)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(shí)驗(yàn)體系有必要一點(diǎn)可靠接地，分壓器的接地址與大地的聯(lián)接線應(yīng)盡量短，接地線應(yīng)粗、直、短，然后保證實(shí)驗(yàn)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(gè)電抗器串并聯(lián)運(yùn)用應(yīng)思考互感的影響;C為被試品及分壓電容器的和，現(xiàn)場(chǎng)能夠用電橋或介損儀進(jìn)行實(shí)習(xí)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(shí)驗(yàn)值，可判定現(xiàn)場(chǎng)的耐壓實(shí)驗(yàn)電壓U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其間P0為勵(lì)磁變空載損耗，PK為電抗器額定有功損耗。

??為進(jìn)行GIS導(dǎo)體對(duì)外殼交流耐壓實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前先用介損儀在該變#1主變220kV側(cè)測(cè)得各相對(duì)地電容，并根據(jù)被試設(shè)備電容量計(jì)算所需電感以及實(shí)驗(yàn)電流及容量，各相對(duì)地電容量如表1所示。根據(jù)理論計(jì)算進(jìn)行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)諧振頻率為73.8Hz，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中未發(fā)生設(shè)備部件的閃絡(luò)、放電，且實(shí)驗(yàn)前后試品絕緣無明顯變化，設(shè)備順暢經(jīng)過交流耐壓實(shí)驗(yàn)

??4.變頻串聯(lián)諧振在工程中的運(yùn)用典范剖析

??以某變電站220kV GIS導(dǎo)體對(duì)外殼耐壓實(shí)驗(yàn)為例，產(chǎn)品出廠實(shí)驗(yàn)電壓導(dǎo)體對(duì)地為460kV，現(xiàn)場(chǎng)奉告實(shí)驗(yàn)電壓值為出廠實(shí)驗(yàn)的80%，即368kV。實(shí)驗(yàn)設(shè)備選用變頻式串聯(lián)諧振耐壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)按電氣設(shè)備奉告實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行[1，5]。實(shí)驗(yàn)時(shí)GIS設(shè)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(hù)空位與GIS隔脫離。導(dǎo)體對(duì)外殼耐壓加壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，220kV GIS實(shí)驗(yàn)電壓由#1主變220kV側(cè)套管處施加，每次一相，別的兩相與接地的外殼短接。

??5.結(jié)論

??因而咱們將變頻串聯(lián)諧振和交流工頻耐壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行比照，然后得知其具有電源容量小、實(shí)驗(yàn)儀器易轉(zhuǎn)移、輸出電壓波形好等優(yōu)勢(shì)，還能夠有力度的躲避諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿、一起也能躲避大的短路電流燒傷缺陷點(diǎn)。變頻串聯(lián)諧振原理、工程運(yùn)用聯(lián)系和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)充分證明，變頻串聯(lián)諧振在電力工程實(shí)驗(yàn)中具有出色的技術(shù)專長(zhǎng)和龐大的市場(chǎng)需要。