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變頻串聯諧振的應用

  變壓器*常用的一次電氣設備有變壓器、GIS系統、SF6開關、CT/PT、絕緣子、母線、電纜、套管等容性設備。對這些設備進行耐壓試驗,相應的交/直流流耐試驗設備既要滿足高電壓、小電流的試驗條件,又要滿足低電壓,大電流的試驗條件,要求兼顧較寬的適用范圍,變頻串聯諧振采用串聯諧振的原理,由變頻電源控制箱(操作臺)、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成了主設備,在電容分壓器上,接入整流硅堆及微安表,即可完成直流耐壓試驗。由于系統諧振后具有很好的濾波特性,因此其生產的直流電壓優于普通試驗變壓器整流初來的直流電壓。是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設備。

變頻諧振耐壓裝置

以下對變頻串聯諧振在設備檢測中的應用進行分析。

變頻串聯諧振其諧振頻率,其中L為電抗器的電感值,如有幾個電抗器串并聯使用應考慮互感的影響;C為被試品及分壓電容器的和,現場可以用電橋或介損儀進行實際測量獲得。高壓電流I=2πfCU,由被試品的電氣參數和出廠耐壓試驗值,可確定現場的耐壓試驗電壓U;有功功率P=1.2(P0+PK),其中P0為勵磁變空載損耗,PK為電抗器額定有功損耗。

變頻串聯諧振試驗過程中,勵磁變的容量應大于有功功率P,并在勵磁變*低輸出電壓滿足試驗要求的前提下盡量降低勵磁變的變比,從而相應減小勵磁變原邊的輸入電流。試驗電源容量S=P+P1,其中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=。試驗中電抗器的額定電壓和電流也應大于試驗電壓和高壓電流,當電抗器采取串并聯以滿足試驗要求時,必須計算每個電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。

在現場試驗中,通常采用16mm2以上的裸銅線接地,裸銅線其寄生電感在μH數量級,約0.1-1μH/m,直流電阻約0.1mΩ,如果接地線有彎曲環繞現象,電感量可增加到10-1000μH/m。試品絕緣通常在交流電壓的正峰值或負峰值被擊穿,試品被擊穿瞬間試品上的電壓*高,擊穿后試品上的電壓跌落到零的時間一般在0.1-10μs之間,具體情況與擊穿點的實際情況有關。從放電能量上看,即使放電時,試品的*小電容量只有0.002μF,實際試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,地線可能產生的過電壓Ud=IfXL=1000×0.628=628V。如果地線連接不規范,寄生電感就會增大很多,產生的過電壓可能更大,可危及變頻電源及人身安全。所以高壓試驗系統必須一點可靠接地,分壓器的接地點與大地的連接線應盡量短,接地線應粗、直、短,從而保證試驗安全。

變頻串聯諧振具有電源容量小、試驗設備重量輕、輸出電壓波形好等優點,可以有效的防止諧波峰值對試品的誤擊穿、而且避免短路電流對故障點造成燒shang。因此,變頻串聯諧振在電力工程試驗中有著很好的應用前景和技術優勢。
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