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串联谐振负载的阻抗
2021-05-19

随着国民经济的发展以及城网供电电压等级的提高,交联聚乙烯绝缘电力电缆(XLPE)以其合理的工艺和结构,优良的电气性能和安全可靠的运行特点,在国内外获得越来越广泛的使用,尤其在高压输电领域更取得了巨大的进展,与充油电缆相比,交联电缆敷设安装方便,运行维护简单,不存在油的淌流问题,但是,近年来的运行和研究表明,交联聚乙烯电缆的绝缘在运行中易产生树枝化放电,造成绝缘老化破坏,严重地影响了交联聚乙烯绝缘电力电缆的使用寿命,因此,充分认识交联电缆的绝缘特性,及时有效地发现和预防绝缘中存在的某些缺陷,对保障设备乃至系统的安全运行具有十分重要的意义,阐述了影响交联电缆绝缘的主要因素以及电缆的交接试验原理,认为在现场对交联电缆实施交流耐压试验是必要和可行的,为了保证电缆安全可靠运行,有关的国际标准对电缆的各种试验做了明确的规定,主要试验项目包括:测量绝缘电阻、直流耐压和泄漏电流,其中测量绝缘电阻主要是检验电缆绝缘是否老化、受潮以及耐压试验中暴露的绝缘缺陷,直流耐压和泄漏电流试验是同步进行的,其目的是发现绝缘中的缺陷,但是近年来国内外的试验和运行经验证明:直流耐压试验不能有效地发现交联电缆中的绝缘缺陷,甚至造成电缆的绝缘隐患,德国Sechiswag公司在1978~1980年41个回路的10 kV电压等级的XLPE电缆中,发生故障87次;瑞典的3 kV~24.5 kV电压等级XLPE电缆投运超出9 000 km,发生故障107次,国内也曾多次发生电缆事故,相当数量的电缆故障是由于经常性的直流耐压试验产生的负面效应引起,因此,国内外有关部门广泛推荐采用交流耐压取代传统的直流耐压。 


串联谐振


2.串联谐振逆变器的控制方法   

2.1  调幅控制(PAM)方法

  调幅控制方法是通过调节直流电压源输出(逆变器输入)电压Ud(可以用移相调压电路,也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路,来实现调节输出功率的目的,即逆变器的输出功率通过输入电压调节,由锁相环(PLL)完成电流和电压之间的相位控制,以保证较大的功率因数输出,这种方法的优点是控制简单易行,缺点是电路结构复杂,体积较大。    

2.2 调制(PFM)方法

改变逆变器的工作频率,从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的,从串联谐振负载的阻抗特性可知,串联谐振负载的阻抗随着逆变器的工作频率(f)的变化而变化,对于一个恒定的输出电压,当工作频率与负载谐振频率偏差越大时,输出阻抗就越高,因此输出功率就越小,反之亦然。

  脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化,导致集肤深度也随之而改变,在某些应用场合如表面淬火等,集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响,这在要求严格的应用场合中是不允许的,但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单,故在以下情况中可以考虑使用它:

  1)如果负载对工作频率范围没有严格限制,这时频率必须跟踪,但相位差可以存在而不处于谐振工作状态;   

  2)如果负载的Q值较高,或者功率调节范围不是很大,则较小的频率偏差就可以达到调功的要求;   

基波或高频谐振的处理: 有运行电容器时,切除运行电容器,没有运行电容器时,投入一组电容器,以上措施无法消谐时,切除该母线所有电容器,向调度申请切除部分馈线,最好是先切长线路,分频谐振的处理:切除该母线所有电容器,谐振仍无法消除时,向调度申请切除该母线上的线路,直至谐振消除,若所有线路全部切除后仍无法消谐,向调度申请切除变低开关,将母线停电,恢复母线及线路送电。

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