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变频串联谐振耐压试验电路的原理及作用!
2021-10-15

变频串联谐振试验装置是运用串联谐振的原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,通过调节变频电源的输出频率,使得回路中的电抗器的电感L和试品电容器的电容C发生谐振,最后通过调整励磁的输出电压,使谐振电压达到所要求的试验电压。


变频串联谐振试验装置的原理


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根据的原理图,当L、C、R串联回路中的感抗与试品容抗相等时,感抗中的磁场能量与试品电容中的电场能量相互补偿,试品所需的无功功率 全部由电抗器供给,电源只提供回路的有功功率,此时电路的功率因数=1.0,即电源电压与谐振回路电流同相位,电感上的电压降与电容上的电压降相等,相位相反。


变频串联谐振试验装置


当XL=XC即ωL=ωC时,回路的谐振频率,若LC参数固定,调节电源频率使之等于谐振频率,就可以产生谐振,此时流经试品的电流和试品两端的电压分别为:


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式中的Q为谐振电路的品质因数


由于电流与供电电压同相,因此输入功率为纯有功功率:


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谐振时试验电压所耗的功率仅为电阻上所耗的功率,所以变压器容量比常规试验变压器小很多,谐振时,负荷C上的无功功率为:


其试验原理如下图所示:


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分压电容的作用:


a) 分压作用:作为高压测量分压电容,b) 分流作用:与试品配合,使谐振装置在额定负荷范围内,按要求随意工作在调频、倍频、工频上,c) 与试品电容一起,构成谐振电容。


变频串联谐振试验装置的作用


变频串联谐振耐压试验是日常电气设备的调试工作应用做不可或缺的试验方法,


(1)电力电缆交流耐压试验,传统的直流耐压方法对交联电缆的试验中存在很多问题,由于交联电缆是大电容量试品,采用变频串联谐振耐压试验方法既简单方便,又能得到很好的交流电压频率及波形,因此成为目前交联电缆交流耐压试验中最理想的试验手段;


(2)电力变压器、电抗器和互感器交流耐压试验,电力变压器、电抗器和互感器的交流耐压试验在国际中已做了明确的规定,即可采用工频电压试验方法,也可以采用感应电压试验方法,试验电压波形应尽可能接近正弦,在此标准规定下,变频串联谐振耐压试验电路在任何状况下均可以完成试验,器较宽的频率及电压范围对被试品均有良好的适应性,使用与多种电压等级试品;


(3)SF6封闭式组合电器交流耐压试验,交流耐压试验方法是SF6封闭时组合电器在安装后检查主绝缘情况的重要方法,多数情况下均采用串联谐振试验装置;


(4)其他设备的交流耐压试验,其他设备如断路器和套管等,其耐压试验一般要求为工频电压试验,在工频试验装置不能满足现场要求的情况下,也可采用谐振耐压试验方法代替,而采用谐振耐压试验时,由于器电容量小,则试验频率会较高,但也可采用串联谐振试验装置配以适当的补偿电容量降低试验频率,仪达到近工频的试验频率。


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