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什么是工频谐振装置?
2021-08-27

工频谐振装置(也称工频耐压测试仪)主要应用于6kV-500kV高压交联电缆、6kV-500kV变压器 、发电机、GIS和SF6开关、其它电力高压设备(如母线,套管,互感器)的交流耐压试验。利用调谐电感与负荷电容使之产生工频串联谐振,以获得工频试验 电压的设备。串联谐振试验设备广泛用于电力、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。

工频谐振有串联谐振和并联谐振两种方式,这两种方式取用电源容量的补偿效果基本相同,达到全补偿后,输入容量都可降为试验输出容量的1/Q以下。

1.串联谐振

            L——可调电抗器的电感量 CX——被试品电容量

            R——可调电抗器的有功损耗与被试品介损等及回路综合损耗归算的等效串联电阻。      

调节串联电路中可调电抗器的电感量,令其在工频f下的感抗XL全等于负载电容的容抗XCX,此时即实现了完全谐振,电抗的电感量为谐振点电感量L。电路全谐振时,

负载电容CX基本为常量,调节L使其达到全谐振L0时,调节IX,实际是调节(3)式中的UJ,当达到要求的UC值时,即开始耐压试验。

完全串联谐振下,电源仅提供UJ建立IX,提供的COSΦ=1的激励功率PJ=UJIX克服电路中等效的综合有功损耗IX2R,激发并维持稳定的谐振。串联谐振是电压补偿或低电压激励的谐振。


工频耐压测试仪


谐振电路综合品质因数Q也称谐振电路补偿效率:

式中:SCX——被试品CX耐压时需要提供的功率,其中的很大部是无功功率分量。耐压中试品闪络或击穿后的短路电流IK将下降为短路前试验电流IX的1/Q以下:

2.综述串联谐振耐压电路的主要特点是:

由于谐振无功全补偿,电源和设备的功率仅为被试品所需容量的1/10以下(1/ Q>10);同容量的体积小,重量轻,装置输出容量大而所需配置的电源容量小,价廉,使用操作便捷而安全;

串联谐振实际是个电流滤波回路,使通过被试品的电流基本是基波电流,输出电压的波形畸变率(THD)极小,优于现有所有类型的交流耐压设备;

试品闪络或击穿后的短路电流仅为短路前试验电流的1/10以下的(1/Q)能有效防止击穿后扩大对故障点的损伤;


闪络后立即自动熄弧,熄弧后恢复谐振状态电压建立的过程较长(秒数)是一个稳态的建立过程,既无电压过冲之虑更无微秒级毫秒级瞬态过程的恢复过电压的危险。


L——可调电抗器的电感量 CX——被试品电容量r——可调电抗器的有功损耗及被试品介损等全回路综合损耗的等效并联电阻。 L调节至谐振点电感量L0时,XL=XC,IL=IC此时即实现了完全并联谐振,见图6,L0与(2)式相同。并联谐振时,电源供给的电压UX与试验电压相同,由于无功电流完全补偿抵消,电源仅需提供COSΦ=1的IX=Ir补偿谐振回路的综合有功损耗,便可激发并维持稳定的谐振。

并联谐振具有串联谐振同等的无功补偿及其相应的优点,但不能充分具有串联谐振所具的其他三项特点。一般大多采用串联谐振交流耐压的方式。

3.调谐操作优先

为了试验的安全和顺利进行,在进行串联谐振耐压试验时,必须是先在给定的很低的起始激励电压UJ0下(一般为几百伏),调节L使其达到全谐振L0,在较小的脱谐度ST范围内缓缓升压,至UC达到预定的耐压值。

试验操作方法


过流保护设定,按控制箱额定电流的0.7倍整定。

例:该控制箱额定电流为27A,所配置互感器为30/5,则其电流继电器应调整为3.3A。

耐压时间整定:将时间继电器上的试验时间设置到所需的试验时间。

按图所示连接好试验接线检查无误后,合上控制台的断路器,此时若调压器不在零位,调压器将自动回零 。不接通主电源,调节电抗器铁芯间隙,观察升降及间隙限位保护功能是否正常。


合闸主电源,按“升压”按钮,升压到电抗器上获得几百伏电压,通过改变气隙来调谐使输出电压达到最高,此时调谐完毕,即可升压,升压到试验电压值时,会自动耐压计时,到达设定耐压时间,设备自动降压到零。


断开主电源。


试验时,有关人员应加强对被试设备的监护,一旦出现异常现象,应将调压器迅速降压,并同时断开电源。

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