變頻串聯(lián)諧振試驗裝置原理

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1、交流變頻串聯(lián)諧振試驗裝置原理及使用電氣室徐鵬編輯變頻諧振試驗是一種全新的高壓試驗方法，利用電抗器與被試品電容實現(xiàn)串聯(lián)諧振，在被試品上獲得高電壓大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法和潮流，在國外已經(jīng)得到廣泛的應用。變頻諧振試驗適用于大容量、高電壓的電容試品，如發(fā)電機、大型變壓器、GIS和高壓交聯(lián)電力電纜等，是用于交接和預防性試驗的現(xiàn)場試驗裝置。變頻諧振升壓裝置由調(diào)頻調(diào)壓電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器和補償電容器組成。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)在被試品上用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調(diào)頻功率輸出經(jīng)激勵變壓器耦合給串聯(lián)諧振回路，提供串聯(lián)

2、諧振的激勵功率。下面是幾個裝置的樣品圖片:一、工頻諧振變壓器1、簡介：工頻諧振升壓系統(tǒng)是在工頻條件下使得電感和被試品電容諧振，產(chǎn)生的是工頻高壓，因此，它適合幾乎所有的交流試驗場合。工頻諧振升壓系統(tǒng)一般采用調(diào)節(jié)電感的感抗的方式在激勵源的作用下使得電抗器和被試品電容諧振，通常稱為調(diào)感式；也可以采用在被試品兩端并聯(lián)電容器的方式改變被試系統(tǒng)的電容量使得在激勵源的作用下與電抗器諧振，通常稱為調(diào)頻式，還可以同時改變電抗器的感抗和被試系統(tǒng)的電容量使得系統(tǒng)達到諧振狀態(tài)，通常稱為調(diào)干調(diào)容式。調(diào)感式通常采用調(diào)節(jié)鐵心電抗器的氣隙的方式，可以連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)感抗值，操作比較方便；而調(diào)容式不但需要笨重的電容

3、，而且電容不能連續(xù)的調(diào)節(jié)，所以不太適合現(xiàn)場操作。電力系統(tǒng)中，有的類型的試品的的電容量是幾個固定的量，比如說CVT，它只有幾個固定的電容值，有的試品是根據(jù)試品的容量和電壓等級及其他特征而變化的，比如說發(fā)電機，變壓器，電纜等。因此，工頻諧振大多分為兩類，一類為電抗器電抗值需要連續(xù)可調(diào)節(jié)的，另一種只需要電抗值在幾個固定值之間選選擇的。第一類主要適合發(fā)電機，第二類主要適合CVT。2、發(fā)電機用工頻諧振升壓系統(tǒng)1）概述：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，300MW及以上大型發(fā)電機組，已經(jīng)成為我國的主力發(fā)電機組，600MW的和更大容量的發(fā)電機組在我國也已有相當?shù)臄?shù)量。由于單機容量的增大，勢必使發(fā)電機繞組對地

4、電容量也增大。大容量水輪發(fā)電機的單相對地電容量已達1.7-2.5μF，工頻耐壓試驗時，電容電流達到25-30A（如三峽發(fā)電機的電容電流達36A）。如采用常規(guī)高壓試驗設(shè)備，試驗電源及試驗變壓器、調(diào)壓器等容量高達數(shù)千個千伏安，不僅設(shè)備笨重，而且也無如此大容量的調(diào)壓設(shè)備，現(xiàn)場試驗電源也很難解決，工作極不方便。為了滿足大容量電氣設(shè)備試驗需要，采用諧振原理，用可調(diào)激勵電抗與被試設(shè)備對地電容匹配，形成諧振。并聯(lián)諧振時，容性支路和感性支路的電流相等且相位相反，而容量是電源總?cè)萘康腝倍。串聯(lián)諧振時，試品電壓Vc和可調(diào)激勵電抗器電壓VL大小相等相位相反，為激勵電壓的Q倍。因而試驗電源承擔的容量，就

5、只是有功分量，即為試品所需容量的1/Q。這樣，調(diào)壓設(shè)備容量，電源容量將大大減小，僅為被試品容量的1/Q倍。因為試驗所需的電壓只能是工頻電壓，所以只能采用調(diào)節(jié)電抗器電感的方式來調(diào)諧。請看發(fā)電機用工頻諧振升壓系統(tǒng)圖例：2、CVT用工頻諧振升壓系統(tǒng)1）、概述：隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷增加和電容式電壓互感器（CVT）技術(shù)的不斷成熟，電容式電壓互感器（CVT）得到不斷的推廣。采用傳統(tǒng)的方式對電容式電壓互感器（CVT）進行校驗，由于電容式電壓互感器（CVT）的主電容量比較大，一0.005~0.02uF，因此，對試驗電源的容量要求就很高，通常為幾十甚至上百千伏安，現(xiàn)場往往難得找到這么大容量的

6、電源，而且，這么大容量的電源重量為幾百公斤甚至上噸級，不易于搬動，不易于現(xiàn)場試驗。因此，能找到一種易于搬動且要求電源容量較低的試驗電源成了電容式電壓互感器（CVT）現(xiàn)場校驗的一種迫切要求，CVT串聯(lián)諧振升壓裝置就是為此而設(shè)計的。CVT串聯(lián)諧振升壓裝置采用了串聯(lián)諧振的原理，使得所需電源的容量大為降低，而且采用多節(jié)電抗器串聯(lián)的方式，使得現(xiàn)場搬運更為方便。請看CVT用工頻諧振升壓系統(tǒng)圖例：二、調(diào)頻調(diào)感型諧振升壓系統(tǒng)1、簡介：諧振升壓系統(tǒng)在應用過程中，有時需要做工頻試驗，有時又可以進行變頻試驗，這就要求諧振升壓系統(tǒng)本身既能工作在變頻狀態(tài)采用改變頻率的方式來調(diào)諧，又能工作在工頻狀態(tài)采用調(diào)感

7、的方式來調(diào)諧，調(diào)頻調(diào)感型諧振升壓系統(tǒng)可以滿足這種需要。我們公司研發(fā)的調(diào)頻調(diào)感型諧振升壓系統(tǒng)控制源采用變頻控制源，其輸出頻率為30～300Hz，電抗器采用積木式多節(jié)電抗器，既可以串聯(lián)，又可以并聯(lián)，每節(jié)電抗器電感量單獨連續(xù)可調(diào)，單臺電抗器重量小于60kg，適合現(xiàn)場搬運。2、應用舉例1）發(fā)電廠發(fā)電廠的試品有發(fā)電機和電纜等。發(fā)電機是比較昂貴的試品，做交流耐壓試驗的方式比較保守，一般只能采用工頻交流電源。發(fā)電機電容量比較大，一般采用諧振變壓器對它進行交流耐壓試驗。諧振變壓器雖然也是采用的調(diào)