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变频谐振耐压试验系统研究
2021-06-20

电力系统众多电气设备的可靠性能决定着整个系统的安全供电,按规定对电气设备开展各类试验工作,是提高电气设备可靠性的重要手段,也是整个电网高效经济运行的有利保障,而如主变压器等重要电气设备其结构复杂,试验项目繁多,尤其是大型试验,如串联谐振交流耐压试验、感应耐压和局部放电试验、负载及空载试验等,试验参数计算量大且繁冗复杂,传统的方法是采用手工计算,计算量大,数据单一,对比分析性差,并且每次试验计算都要耗费大量时间,且由于可变因素众多(如被试品电容量每次不同),试验设备参数的确定需要多次重复的计算,浪费了大量的人力物力,甚至可能在繁冗的计算过程中产生误差而影响最终试验结果。

串联谐振

  随着电网的快速发展以及用户对可靠性用电的要求,对变电设备的健康水平及可靠运行要求也愈加严格,综合目前的状态检修策略,变电设备的大型试验中试验数据的准确可靠更是决定电网安全的关键因素,为保证大型试验中试验参数计算的准确快捷,故开展论文的研究,论文研究开发的大型变频耐压试验计算软件,打破了传统的手工计算模式耗时且不精准的限制,计算方便快捷,数据精确可靠,具备波形曲线绘制分析、谐振点比较分析、数据存储、打印等多种功能,对比分析性强,该软件系统可保证大型变频谐振耐压试验的准确性和试验精度,并突显计算的快捷方便性能,通过该系统的应用,可以提高大型试验的安全性与可靠性,因此,具有广泛的应用前景和研究价值。

  国内外研究现状

  近年来,随着电力科学技术的发展与进步,电力科技研究人员应用串联谐振电路的原理,开发出了串联谐振交流耐压试验装置,但由于高电压等级的谐振电抗器受到技术与经费的影响与制约,体积庞大,而且一般采用不可调电感,所以高压试验人员进行试验前对电抗器的选择尤为关键,目前国内外对大型试验计算模块主要是采用手工计算。

  谐振的原理

  当 R、L、C 电路满足特定条件时就会出现谐振现象,R、L、C 串联电路,在正弦电压 U 作用下,其复阻抗为

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  即谐振时电感电压和电容电压有效值相等,均为外施电压的 Q 倍,但电感电压超前外施电压 90°,电容电压落后外施电压 90°,总的电抗电压为 0,而电阻电压和外施电压相等且同相,外施电压全部加在电阻 R 上,电阻上的电压达到了最大值。

  通常,电路的输出电压高达 25 倍的励磁电压,即品质因数 Q 的值将大于 25,因此,可利用小体积、低电压的试验变压器获得较高的试品试验电压,当谐振时,串联电路整体呈阻性,降低了对试验用电源容量的要求,此外,谐振状态下的回路还具有很好的滤波作用,可滤除电源波形中的大部分谐波成分,在输出端得到无畸变的正弦波形电压,当测试品击穿时,将不满足谐振条件,在电感和电容的作用下,输出电流瞬间减小且两端电压突降,避免对试品造成破坏,提高了试验的安全性。

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