華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。

  大電容量的電氣設備在一定頻率范圍內的絕緣耐受與工頻耐壓具有一定的等效性，這樣就為利用變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的電感與被試品的電容串聯(lián)產(chǎn)生諧振電壓來(lái)進(jìn)行交流耐壓試驗提供了可能，且由于試驗裝置的勵磁電壓低、重量輕，非常方便于在施工現場(chǎng)使用。變頻串聯(lián)諧振試驗裝置采用ARM和FPGA高速數字信號處理器，實(shí)現整個(gè)試驗過(guò)程的高水平控制，FPGA高速數字信號處理器程實(shí)時(shí)計算出輸出波形，實(shí)時(shí)改變波形輸出，實(shí)時(shí)測量高壓電壓值及變頻器電源主回路參數，并返回測量參數,運行狀態(tài)給ARM，實(shí)時(shí)采樣保護信號，快速關(guān)閉電源輸出及其波形發(fā)生器?，F就變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的原理、特點(diǎn)和應用中的幾點(diǎn)體會(huì )進(jìn)行闡述。

一、變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的原理

  發(fā)生串聯(lián)諧振的基本原理是：在R-L-C電路中(如圖1所示)

  由電工知識得到：Uc=I/ωC,UL=I*ωL，UR=I*R，U=Uc+UL+UR，當LRC串聯(lián)回路中的感抗與試品容抗相等時(shí)，電感中的磁場(chǎng)能量與試品電容中的電場(chǎng)能量相互補償，試品所需的無(wú)功功率全部由電抗器供給，電源只提供回路的有功損耗。電源電壓與諧振回路電流同相位，電感上的電壓降與電容上的壓降大小相等，相位相反。由圖1可知，當 ωL=1/ωc，回路的諧振頻率f=1/2π√LC，也就是說(shuō)，電路發(fā)生串聯(lián)諧振，電源提供很小的勵磁電壓，試品上就能得到很高的電壓,電源頻率為諧振頻率。

二、變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的特點(diǎn)

  利用串聯(lián)諧振原理在回路中產(chǎn)生高電壓,一般頻率為30~300Hz。串聯(lián)諧振高壓發(fā)生器原理如下圖2表示：

三、變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的優(yōu)點(diǎn)

　　1、體積小、重量輕，適合施工現場(chǎng)使用。高電壓等級時(shí)，電抗器采用積木式結構，同時(shí)便于運輸和現場(chǎng)安裝。

　　2、在試品擊穿時(shí)，諧振條件破壞，短路電流小，只有試品額定電流的 1/10以下，對試品的危害性小。

　　3、采用一點(diǎn)接地、進(jìn)線(xiàn)保護、低通道濾波器、放電保護等，不僅可以在穩態(tài)下使放電或擊穿電流小，而且還使暫態(tài)(瞬時(shí))電流的破壞減小，從而保證設備和人身的安全。

　　4、適用范圍廣?？蓪﹄娏﹄娎|、斷路器、開(kāi)關(guān)進(jìn)行變頻交流耐壓試驗，對大型發(fā)電機組、電力變壓器、互感器、套管等電氣設備進(jìn)行耐壓試驗，還可用于局部放電試驗及測量接地電阻。

　　5、變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是先在低電壓下調諧振點(diǎn)，然后再升高電壓幅值達到試驗所需電壓，且能保持諧振點(diǎn)，安全可靠。

  在工程實(shí)踐中，現場(chǎng)工況經(jīng)常發(fā)生變化，試驗對象要求使用的諧振試驗方法也各有特點(diǎn)。有的側重于操作安全，有的側重于試品擊穿后的保護，有的側重于升壓電壓的穩定并要求可做直流試驗等等。用一種諧振試驗方法很難同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)的這些要求，華意電力總結了多年的經(jīng)驗，專(zhuān)門(mén)設計了一套變頻串聯(lián)諧振試驗裝置，能夠完成工頻串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振、諧振變壓器、普通試驗變壓器、直流耐壓試驗及發(fā)電機通水工況下，采用正接法進(jìn)行發(fā)電機定子端部外移電位測試等多項功能。隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步、電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力試驗設備越來(lái)越向智能和小型化轉變，從而大大減少了工作人員的體力勞動(dòng)，提高了工作效率。針對現場(chǎng)試驗要求，華意電力研制了變頻串聯(lián)諧振試驗裝置，并廣泛應用于電力、冶金、化工等方面。今天我們簡(jiǎn)單介紹一下變頻串聯(lián)諧振實(shí)驗裝置的功能和特點(diǎn)。

變頻串聯(lián)諧振試驗裝置功能原理

  變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是利用串聯(lián)諧振原理在回路中產(chǎn)生高電壓,一般頻率為30~300Hz。串聯(lián)諧振高壓發(fā)生器原理如下圖2表示：

  當電源頻率(f)、電感(L)及被試設備電容(C)滿(mǎn)足下式時(shí)回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)此時(shí)：f=1/2π√LC，回路中電流為I=Ulx/R,被試設備電壓為Ucx=I/ωCx輸出電壓與勵磁電壓之比為試驗回路的品質(zhì)因數：Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R，由于試驗回路中電阻R很小，故試驗回路品質(zhì)因數很大。一般正常時(shí)可達50以上，既輸出電壓是勵磁電壓50倍，因此用較低容量的試驗變壓器就能得到較高的試驗電壓。這樣就解決了在一般的交流耐壓試驗中試驗變壓器容量不能滿(mǎn)足試驗要求的問(wèn)題。而此時(shí)電容量與電感的關(guān)系為ωL=1/ωc，因為對某個(gè)試品而言，電容量是固有的，試驗用可調電感的價(jià)格也非常昂貴，因此解決問(wèn)題的途徑就引到了改變電源頻率回路的諧振頻率，在初始電壓下調節回路的頻率，觀(guān)察Uc的變化達最大值時(shí)，增加或減小頻率時(shí)諧振電壓都要下降，這時(shí)的頻率為諧振頻率，這時(shí)的電壓為諧振點(diǎn)電壓，增加勵磁電壓就能升高諧振電壓，從而達到試驗電壓目的。另外，由于試驗回路是處于諧振狀態(tài)，回路本身具有良好的濾波作用，電源波形中的諧波分量在設備兩端大為減小，從而輸出良好的正弦波形。當試品放電或擊穿時(shí)，即回路中等值電容被短路，諧振條件被破壞，電壓明顯下降，恢復電壓上升緩慢，試品上不發(fā)生暫態(tài)過(guò)電壓，且電源供給的短路電流受到電抗的限制而減少，從而限制被試設備的損壞程度。

  變頻串聯(lián)諧振試驗裝置產(chǎn)品特點(diǎn)：

◆操作簡(jiǎn)單。手動(dòng)試驗（手動(dòng)尋找諧振點(diǎn)和手動(dòng)升壓）、自動(dòng)調諧（自動(dòng)尋找諧振點(diǎn)）和自動(dòng)試驗（自動(dòng)尋找諧振點(diǎn)和自動(dòng)升壓）三種模式適應不同試驗要求

◆局部放電量小，Q值高，調頻范圍寬。

◆試品閃烙后無(wú)暫態(tài)過(guò)電壓。

◆本裝置設計獨特。高壓組合電器試驗電壓高，但試驗電流小，而高壓電纜的試驗電壓相對高壓組合電器來(lái)說(shuō)要低，但試驗電流大大增加，故此類(lèi)調頻諧振裝置把電抗器分為n節，使之串聯(lián)可輸出高電壓/小電流，并聯(lián)可輸出較低電壓/大電流。

◆完全可以期待常規試驗變壓器來(lái)完成變電站內的交流耐壓試驗，試驗所需電源容量小，為試驗容量的1/20～1/30倍可解決變壓器用變電源容量小于試驗容量問(wèn)題。

◆試驗范圍大，可對CT，PT，開(kāi)頭，斷路器，絕緣子，母線(xiàn)變壓器中性點(diǎn)等進(jìn)行交流耐振試驗。

◆重量輕，單件重≤40kg，方便搬動(dòng)，極便于現成試驗。

◆裝置可對現場(chǎng)XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜220KV電壓等級1200mm2的長(cháng)度達10公里進(jìn)行試驗。

◆大屏幕顯示試驗數據、狀態(tài)和實(shí)時(shí)操作步驟提示

◆采用華意電力專(zhuān)有的16位精細調頻和調壓軟件專(zhuān)業(yè)技術(shù)、11KHZ載波頻率、SPWM和進(jìn)口原裝IPM整體模塊。配合適當電抗器，就可以滿(mǎn)足國家和地方電力部門(mén)規定的頻率范圍，整機領(lǐng)先于國內外同類(lèi)產(chǎn)品。

◆軟件精細調頻、調壓。

  案例：35kV，630平方毫米交聯(lián)電纜2km，試驗頻率30~300HZ,電容量≤0.5μF，試驗電壓52kV。

  使用電抗器二節串聯(lián)三組并聯(lián)，此時(shí)電感量為42*2/3=28H

  試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√28×0.5×10-6)=42.5Hz。

  試驗電流 I=2πfCU試 =2π×42.5×0.5×10-6×52×103=6.9A

  變頻串聯(lián)諧振試驗裝置電抗器使用關(guān)系表

總結：35kV，630平方毫米交聯(lián)電纜2km的選型結果是XZB-405kVA/108kV變頻串聯(lián)諧振試驗裝置。

  變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的實(shí)力廠(chǎng)家華意電力，是少數能通過(guò)國家權威檢測機構電力工業(yè)電氣設備質(zhì)量檢驗測試中心型式試驗認證的串聯(lián)諧振試驗裝置生產(chǎn)廠(chǎng)家，是武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)、國網(wǎng)電力科學(xué)研究院等高校和科研院所等眾多知名客戶(hù)的合作伙伴，是串聯(lián)諧振試驗裝置行業(yè)三甲品牌！