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变频串联谐振装置的耐压试验原理
2021-05-31

  变频串联谐振装置大电容量的电气工程设备(如大型发电机组、电力变压器、电力电容器、GIS、电力电缆等)在一定工作频率范围内的绝缘耐受与工频耐压具有一定的等效性,我们就为利用变频试验检测装置的电感与被试品的电容串联产生影响谐振电压来进行信息交流耐压试验设计提供了可能,且由于通过试验装置的励磁电压低、重量轻,非常方便于在施工人员现场管理使用,现就变频串联谐振试验装置原理和特点的体会进行全面阐述。


变频串联谐振装置


  一、 变频串联谐振耐压试验装置原理

  串联谐振产生的基本原理是: 在 r-l-c 电路中

  串联谐振设备的原理

  由电工理论知识可以得到:Uc=I/ωC,UL=I*ωL,UR=I*R,U=Uc+UL+UR,当LRC串联一个回路中的感抗与试品容抗相等时,电感中的磁场进行能量与试品电容中的电场产生能量之间相互影响补偿,中试研究控股试品所需的无功输出功率控制全部由电抗器产品供给,电源系统只提供回路的有功损耗,电源工作电压与谐振回路通过电流同相位,电感上的电压降与电容上的压降大小是否相等,相位变化相反,当 ωL=1/ωc,回路的谐振出现频率f=1/2π√LC,也就是说,电路结构发生问题串联谐振,电源管理提供一些很小的励磁电压,试品上就能不断得到具有很高的电压,电源使用频率为谐振网络频率。

  二、电压力测试装置的串联谐振频率特性

  利用进行串联一个谐振工作原理在回路中产生高电压,一般使用频率为30~300Hz,串联谐振中的直流高压发生器设计原理:

  当满足设备的工频(f),电感(L)和电容(C)时,电路处于串联谐振状态:f=1/2π√LC,电路中电流.测试设备电压为Ucx=I/ωCx输出电压与励磁电压之比为测试电路的质量因数:Q=Ucx/Ulx=(ωL)/R,由于测试电路中电阻R小,因此测试电路质量因数很大,通常高达50或以上,导频保持的输出电压是励磁电压的50倍,因此,使用较低容量的测试变压器可以获得较高的测试电压,这样,在一般交流耐压试验中,试验变压器容量不能满足试验要求,电容与电感的关系ωL=1/ωc,2因为对于样品来说,电容是固有的,测试用的可调电感也是非常昂贵的,所以解决问题的方法是改变工频回路的谐振频率,在初始电压下,当UC变化到最大值时,当导频保持增加或减少频率时,谐振电压减小,频率是谐振,电压是谐振点电压,励磁电压增加谐振电压,以达到测试电压的目的,此外,由于测试电路是谐振的,回路本身具有良好的滤波效果,设备两端的功率波形中的谐波分量大大减少,从而输出了良好的正弦波形,当样品放电或击穿时,即电路的中位电容短路,谐振条件被破坏,电压下降,恢复电压缓慢上升,样品上没有瞬态过电压,电源提供的短路电流受到电抗的限制,从而限制了被测设备的损坏程度。

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