串聯諧振

1、SHHZ1001串聯諧振變頻串聯諧振基本原理：

1．1諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯回路，調節變頻電源輸出的電壓頻率，實現串并聯諧振，在被試品上獲得高電壓，是當前高電壓試驗的一種新方法，深受專家好評，在國內外已經得到廣泛的使用。

2、特點：

2．1具有輸出容量大，輸出電壓高、可任意組合電抗器針對不同試品的交流耐壓試驗。

2．2具有體積小、重量輕、特別方便野外試驗。

2．3具有保護功能好、有過壓保護、過流保護、時間保護、閃絡保護、過熱保護、模塊保護等功能。

2．4具有操作簡單，并具有手動和自動兩檔。

2．5采用大屏幕、使試驗數據一目了然，并可打印試驗結果。

2．6具有試品擊穿后無過電壓之虞，對試品的損壞相當小。

2．7試驗所需電源容量小，僅是工頻變壓器試驗所需電源容量的幾分之一，解決現場電源難找的問題。

3、適用范圍：

3．1滿足500mm2/35kV交聯電纜，長度6km的交流耐壓試驗。

3．2滿足500mm2/10kV交聯電纜，長度12km的交流耐壓試驗。

3．3滿足50000KVA/35kV及以下變壓器的交流耐壓試驗。

3．4滿足35kV開關、GIS、互感器的交流耐壓試驗。

4、使用環境條件：

4．1 環境溫度：-10℃～40℃

4．2 相對濕度：不大于90%

4．3 海拔高度：2500米以下

5、裝置容量確定：

5．1  500mm2/35kV交聯電纜，長度6km的交流耐壓試驗，額定電容量0.232uF/km，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓52kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×35×0.232×6×10-6×52×103=15.9A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=14.8H

5．2  500mm2/10kV交聯電纜，長度12km的交流耐壓試驗，額定電容量0.438uF/km，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓22kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×35×0.438×12×10-6×22×103=25.4A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=3.9H

5．3  50000KVA/35kV及以下變壓器，大等效電容量0.05uF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓72kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×45×0.05×10-6×72×103=1.02A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=250H

5．4  35kV開關、GIS、互感器的交流耐壓試驗，大等效電容量0.02uF，試驗頻率為45-200Hz，試驗電壓95kV。

試驗電流 I=2πfCU試=2π×45×0.02×10-6×95×103=0.54A

對應電抗器電感量 L=1/ω2C=626H

※：根據以上試驗電壓、電流、頻率、電感量即設計12節電抗器，則單節電抗器為30kV/3A/40H.

驗證1：  500mm2/35kV交聯電纜，長度6km的交流耐壓試驗，額定電容量1.392uF，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓52kV。

☆：使用12節電抗器二串六并,此時電抗器額定電感量為13.3H，額定電壓為60kV,額定電流為18A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√13.3×1.392×10-6)=37Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×37×1.392×10-6×52×103=16.8A

驗證2：  500mm2/10kV交聯電纜，長度12km的交流耐壓試驗，額定電容量5.256uF，試驗頻率為30-300Hz，試驗電壓22kV。

☆：使用10節電抗器并聯,此時電抗器額定電感量為4.0H，額定電壓為30kV,額定電流為30A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√4×5.256×10-6)=34.7Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×34.7×5.256×10-6×22×103=25.2A

驗證3：  50000KVA/35kV及以下變壓器，大等效電容量0.05uF，試驗頻率為45-65Hz，試驗電壓72kV。

☆：使用5節電抗器串聯,此時電抗器額定電感量為200H，額定電壓為150kV,額定電流為3A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√200×0.05×10-6)=50.3Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×50.3×0.05×10-6×72×103=1.2A

驗證4： 35kV開關、GIS、互感器的交流耐壓試驗，大等效電容量0.02uF，試驗頻率為45-200Hz，試驗電壓95kV。

☆：使用4節電抗器串聯,此時電抗器額定電感量為160H，額定電壓為120kV,額定電流為3A。

試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√160×0.02×10-6)=89Hz

試驗電流 I=2πfCU試=2π×89×0.02×10-6×95×103=1.06A

總結:裝置容量定為1080kVA/100KV;分12節電抗器，電抗器單節為90kVA/30kV/3A通過組合使用能滿足上述被試品的試驗要求。

6、設備配置一覽表

7、主要功能及參數：

7．1變頻諧振試驗裝置系統參數：

7．1．1．輸入電壓：380V±10%   50Hz；

7．1．2．額定容量：1080kVA；

7．1．3．額定輸出電壓：0 ~ 100kV；

7．1．4．諧振電壓波形：正弦波、畸變率：≤0.5%；

7．1．5．輸出電壓不穩定度：≤0.5%；

7．1．6．輸出頻率范圍：25～320Hz；

7．1．7．頻率調節分辨率：0.01Hz；

7．1．8．品質因數Q值：額定負載下不小于50；

7．1．9．絕緣水平：1.2倍額定電壓耐壓1min；

7．1．10．額定電流下連續運行時間不低于30 min；

7．1．11．電壓測量精度：1級；

7．1．12．噪   聲：≤45dB；

7．1．13．該裝置配備以下保護功能：

設備有手動試驗、自動調諧及自動試驗；

過電壓保護、過電流保護、放電保護、斷電保護、零啟動保護。

試驗數據大屏幕顯示、中文菜單、可打印輸出、打印機為嵌入式。

7．2 調頻電源：

7．2．1．額定輸出容量：60kVA；

7．2．2．輸入電源：380V±10%  50Hz；

7．2．3．額定輸入電流：176A；

7．2．4．額定輸出電壓：0-400V可調、單相、輸出電壓不穩定度0.05%；

7．2．5．額定輸出電流：150A；

7．2．6．頻率調節范圍：25～320Hz；

7．2．7．額定容量下連續運行為規定工作時間下溫升≤60K；

7．2．8．顯示以下參數：

a．經變頻輸出的頻率、電壓、電流；

b．過壓保護電壓值，并可任意整定，當成套裝置的輸出電壓值達到保護整定時，可自動切除成套裝置；

c．過流保護：當調頻電源的輸出電流達到保護整定值時，可自動切除成套裝置；

d．擊穿保護：當高壓側發生對地閃絡時，可自動切除成套裝置，裝置帶有隔離裝置，可確保設備和人身不受損害；

e．具有全電壓輸出保護，在調壓過程中，一旦調壓失控，調頻電源立即閉鎖；

7．2．9．可實現以下操作：

a．頻率的調節，上升和下降頻率調節分粗調和細調兩種，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移；

帶有設置電壓、設置時間，電壓自動上升到設置值而停止并自動計時；

帶有各種保護功能的整定按鈕，可在面板上對各種保護值進行整定；

帶有手動試驗功能和自動試驗功能；

帶有試驗數據打印功能。

7．3 勵磁變壓器

7．3．1．結構形式：油浸式；

7．3．2．額定容量：60kVA；

7．3．3．輸入電壓：400V；

7．3．4．輸出電壓：1.5kV/3kV/6kV；

7．3．5．額定輸出電流：40A/20A/10A；

7．3．6．工作頻率：30～300Hz；

7．3．7．額定容量下連續運行為規定工作時間下，線圈對空氣的溫升不大于60K；

7．4 高壓電抗器30kV/3A

7．4．1．結構形式：干式、環氧澆鑄；

7．4．2．額定容量：90kVA；

7．4．3．額電電壓：30kV；

7．4．4．額定電流：3A；

7．4．5．額定電感量：40H；

7．4．6．工作頻率：30～300Hz；

7．4．7．額定容量下連續運行為規定工作時間下，電抗器對空氣的溫升不大于60K；

7．4．8．性能及特點：電抗器設計干式、環氧澆鑄，電抗器可以自由方便疊裝。環氧樹脂絕緣筒外殼，具有足夠的電氣、機械強度，必要的散熱能力以及油熱脹冷縮的裕度。外殼上下蓋板,顏色為橘紅色。

7．5 電容分壓器

7．5．1．結構形式：電容式；

7．5．2．額定電壓：100kV；

7．5．3．額定電容量：5000pF；

7．5．4．工作頻率：30～300Hz；

7．5．5．測量精度：≤1.0%；

7．5．6．性能及特點：

a.額定電壓下可連續運行2小時。

b.在30～300Hz范圍內，其精度和穩定度保持不變。

c.在20℃溫度下電容分壓器介質損耗值≤0.0025

d.電容分壓器配有支撐底架，具有足夠的穩定性。

e.電壓測量通過測試引線引至調頻電源進行測量。

8、設備制造引用和執行標準

DL/T849.6—2004      高壓諧振試驗裝置；

GB 6450—1986       干式電力變壓器；

DL/T848.2—2004      試驗變壓器；

GB/10229—1988      電抗器；

GB/T11920—1989     控制裝置通用技術條件；

GB/T16927.1—1997   高電壓試驗技術；

IEC358—1990        耦合電容器和電容分壓器。