串联谐振是针对大容量,高电压等级的交流耐压试验,影响串联谐振容量的是试品的电容量,试品电容量越大,串联谐振输出的容量就越大,随着电力系统的发展,如火力发电机组,单机容量已超过1000MW,水力发电机组,单机大容量已达800MW,这些设备的交流工频耐压试验,变频串联谐振耐压装置,如果用传统的试验设备(即工频试验变压器),很难完成电缆的交流耐压试验,串联谐振试验装置为了补缺,采用串联组合的灵活配置方式,克服电源,容量、体积等诸多因数的交流耐压试验设计制造。
随着电力预防性试验针对于大容量和高电压的电气设备,建议采用工频耐压进行绝缘性能的检测,也就是剔除了采用直流高压发生器对电气设备绝缘性能检测的使用要求,虽然两者都属于破坏性试验,但经过长期的研究,采用工频耐压的方式相比于直流耐压稳定性,安全性要好,由于电气设备的容量大,电压高,往往像油浸式试验变压器一类的工频耐压设备无法满足测试要求,在国内,为了达成这一目的,基本通过串联谐振来实现测量。
变频串联谐振试验成套装置主要由变频控制器,励磁变压器,高压电抗器,高压分压器等组成。变频控制器又分两大类,20KW及以上为控制台式,20KW以下为便携箱式;它由控制器和滤波器组成。
变频控制器主要作用是把幅值和频率都固定的380V或200V工频正弦交流电转变为幅值和频率可调的正弦波。并为整套设备提供电源。励磁变压器的作用是将变频电源输出的电压升到合适的试验电压。高压电抗器L是谐振回路重要部件,当电源频率等于1/(2π√LCX)时,它与被试品CX发生串联谐振。
变频串联谐振装置大电容量的电气设备(如大型发电机组、电力变压器、电力电容器、GIS、电力电缆等)在一定频率范围内的绝缘耐受与工频耐压具有一定的等效性,这样就为利用变频试验装置的电感与被试品的电容串联产生谐振电压来进行交流耐压试验提供了可能,且由于试验装置的励磁电压低、重量轻,非常方便于在施工现场使用。
串联谐振原理
我们已知,在回路频率 时,回路产生谐振,此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素,即电压谐振倍数,一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振,再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。由于回路的谐振,变频电源较小的输出电压就可在试品CX上产生较高的试验电压。
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