串联谐振
在电阻、电感及电容所组成的串联电路内,当容抗XC与感抗XL相等时,即XC=XL,电路中的电压U与电流I的相位相同,电路呈现纯电阻性,这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2+(XC-XL)^2=R,电路中总阻抗最小,电流将达到最大值。
中文名:串联谐振
外文名:Seriesresonance
1、概述
串联谐振试验装置又叫串联谐振,分为调频式和调感式。一般是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式;分压器并联在被试品上,用于测量被试品上的谐振电压,并作过压保护信号。
2、原理
串联谐振原理
3、别称
串联谐振变压器、变频谐振、变频串联谐振、串联谐振试验设备、串联谐振原理、串联谐振应用、串联谐振系统、变频串联谐振交流耐压试验装置、调频串联谐振装置、变频串联谐振试验装置,电缆交流耐压试验装置、串联谐振耐压试验设备,电缆耐压试验设备,调频串联谐振试验装置等。
4、产品优点
1.所需电源容量大大减小。系列串联谐振试验装置是利用谐振电抗器和被试品电容产生谐振,从而得到所需高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此,试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q倍(Q为品质因素)。
2.设备的重量和体积大大减小。串联谐振电源中,不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,而且,谐振激磁电源只需试验容量的1/Q,使得系统重量和体积大大减小,一般为普通试验装置的1/5~1/10。
3.改善输出电压波形。谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波,有效地防止了谐波峰值引起的对被试品的误击穿。
4.防止大的短路电流烧伤故障点。在谐振状态,当被试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐(电容量变化,不满足谐振条件),回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而采用并联谐振或者传统试验变压器的方式进行交流耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。所以,串联谐振能有效地找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
5.不会出现任何恢复过电压。被试品发生击穿闪络时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧立刻熄灭,装置的保护回路动作,切断输出。
5、技术指标
1、总体技术规范
输出试验电压:0~1000kV交流有效值
输出试验电流:1~10A交流有效值
输出频率:20~300Hz
谐振电压波形:正弦波,波形畸变率:<1%
被试品种类:各种电力变压器、电力电缆、发电机、GIS等设备。
工作制:满功率输出下,连续工作时间30分钟
品质因数:20~80,视不同的负载条件而不同
输入工作电源:220V,50Hz.
环境温度:0℃~+40℃
相对湿度:<95%RH,无凝露
海拔高度:2000m以下
整套试验设备可根据被试品电容量的不同,确定由单个或多个谐振电抗器串、并联使用。
2、主要部件的技术规范
(1)变频控制单元
输入工作电源:220V、50Hz,电流5~250A
输出电压和电流:0~250V,电流5~250A
输出频率:20~300Hz,
频率调节细度:0.1Hz
最大输出功率:5~10000kVA
(2)励磁变压器
输入工作电源:250V电流5~250A
输出电压和电流:0~10kV,电流1~10A
额定容量:5~50000kVA
(3)谐振电抗器:(每台谐振器的技术规范)
单台电抗器额定工作电压:20kV、40kV、60kV(有效值)
单台额定工作电流:1~10A(有效值)
(4)电容分压器
工作方式:纯电容式
额定电压:20kV、60kV、100kV、200kV、500kV、1000kV有效值
工作频率:30~300Hz
测量误差:<1%
电容:1000pF±5%
分压器低压臂电压:100V
6、应用
串联谐振广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业,适用于大容量,高电压的电容性试品的交接和预防性试验。
便携式变频串联谐振装置主要用于以下方面:
1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验
2、发电机的交流耐压试验
3、GIS和SF6开关的交流耐压试验
4、6kV-500kV变压器的工频耐压试验
5、其它电力高压设备如母线,套管,互感器的交流耐压试验。
7、部件
分别为变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器
与传统的试验变压器相比,优点在哪?
变频串联谐振试验装置体积小,重量轻,易搬运,操作简单,非常方便现场使用及搬运(体积与重量约为传统试验变压器的1/10~1/30),而且是分件式设计,便于根据现场需求灵活配置电抗器的个数,大大降低了劳动强度,提高工作效率。
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