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串联谐振是做什么的?在实际应用中有哪些优点?

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串联谐振是做什么的?在实际应用中有哪些优点?

作者:
武高电测
发布时间:
2020/05/12 10:24
浏览量
【摘要】:
串联谐振是做什么的?串联谐振是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成的变频串联谐振试验装置又叫串联谐振。

很多人还不完全了解串联谐振是做什么的?串联谐振是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成的变频串联谐振试验装置又叫串联谐振。在实际应用中串联谐振(别称变频串联谐振装置)有哪些优点?应该从串联谐振的应用、串联谐振应用领域介绍,那么串联谐振具体的实用价值就全面了解了。下面跟武高电测小编一起来了解一下吧!

一、串联谐振的优点

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。

二、串联谐振的应用

串联谐振装置是各种容量较大的电机电器等被试设备进行交流耐压的理想设备,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。适用于大型变压器,发电机组工频耐压试验;电力变压器感应耐压试验;接地电阻测量。既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求,又可满足低电压、大电流的设备试验条件要求,具有较宽的适用范围,是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。

三、串联谐振的介绍

变频串联谐振试验装置又叫串联谐振,是由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。具有体积小、重量轻、便于现场试验的特点,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;调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路,提供串联谐振的激励功率。

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,电路中总阻抗最小,电流将达到最大值。

四、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。

五、串联谐振承受的四种电压

电气设备的绝缘结构在运行过程中可承受以下四种电压:

1、工频最大工作电压电气设备的绝缘结构在整个运行过程中必须能够长期承受工频最大工作电压,通常称为系统最高工作电压,一般为额定电压的1.15倍。

2、暂态过电压,包括上升频率电压和谐振过电压。串联谐振耐压试验装置共振交流工频电压的升高是由于空载线路的电容效应、甩负荷和不对称接地造成的。当负载突然倾卸时,由于电源只有一条空载传输线,而且输电线路的接地电抗可以用X0表示,流过电源内阻的电流就变成电容电流。这种电流流过系统中的电抗,导致电压升高。因为升压将近50 Hz的交流电压,所以是工频电压升高,在如今继电保护的作用下,其动作时间约为几十毫秒到一秒之间。随着交流电压的长期应用,它对电气设备的绝缘老化和电力系统的绝缘结构都有很大的影响。谐振过电压是由铁磁效应或铁心非线性电感元件引起的谐振引起的。它的振幅更高,持续时间更长。其频率可为工频基波或高阶次谐波。

3、操作过电压是由于电力系统中断路器的操作引起的。在由电阻、电感和电容组成的串联电路中,当电容XC和电感XL相等时,XC=XL中的电压U和电流I的相位相同,电路是电阻式的。这种现象称为串联谐振。当电路串联谐振电路例如,切断、闭合长的空载线路、切断空载变压器(气动变量)等。这种过电压波形非常不规则,且情况变化很大。它可以是衰减振荡波或非周期电压激波,一般在1ms内达到最大电压。电力系统运行过电压与系统电压有关,系统电压越高,电压越小,6~35 kV系统电压约为5~4倍。

4、雷电过电压,雷电过电压往往会造成电气设备绝缘损坏,为了保证电力系统的安全运行,必须采取防雷措施,如安装避雷针、避雷器等。为了保证绝缘结构能够承受上述四种电压,必须对绝缘结构进行冲击波电压试验和工频电压电阻试验,绝缘结构必须有足够的裕度。样品和电抗器的电容形成串联谐振连接模式,分压器并联在被测对象上,测量被试的谐振电压,并充当过电压保护信号。

为了保证绝缘结构能够承受上述四种电压,必须对绝缘结构进行冲击波电压试验和工频电压电阻试验,绝缘结构必须有足够的裕度。样品和电抗器的电容形成串联谐振连接模式,分压器并联在被测对象上,测量被试的谐振电压,并充当过电压保护信号。

以上就是武高电测小编分享的串联谐振(别称变频串联谐振试验装置)的原理及应用领域的介绍,希望对大家选择时有所帮助,也欢迎广大用户来电咨询。

 

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