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变频串联谐振原理概述

日期:2021-09-27 19:14
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摘要:
     目前在国际和国内已有越来越多的XLPE交联聚乙烯绝缘的电力电线替代原有的充油油纸绝缘的电力电线。但在交联电线投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设施的原因,仍沿袭使用直流耐压的试验方法。近年来国际、国内的很多研究机构的研究成果表明直流试验对XLPE交联聚乙烯电线有不同程度的损害。有的研究观点认为XLPE结构具有存储积累单极性残余电荷的能力,当在直流试验后,如不能有效的释放掉直流残余电荷,投运后在直流残余电荷加上交流电压峰值将可能致使电线发生击穿。
     国内一些研究机构认为,交联聚乙烯电线的直流耐压试验中,由于空间电荷效应,绝缘中的实际电场强度可比电线绝缘的工作电场强度高达11倍。交联聚乙烯绝缘电线即使通过了直流试验不发生击穿,也会引起绝缘的严重损伤。其次,由于施加的直流电压场强分布与运行的交流电压场强分布不同。直流试验也不能真实模拟运行状态下电线承受的过电压,并有效的发现电线及电线接头本身和施工工艺上的缺陷。因此,使用非直流的方法对交联电线进行耐压试验就越来越受到人们的重视。
     同时,各种大型变压器的交流耐压试验,火力及水力发电机的交流耐压实验也定期进行。这些设施的试验要求的试验设施容量大,通常情况下采用谐振的办法进行试验,但必须是在工频条件下或等效工频条件下进行。等效工频条件一般采用45-65Hz的频率范围,但很多试验单位要求50Hz试验电源对这类设施进行交流耐压试验。
     变频串联谐振装置主要用于10kV、35kV的交联橡塑电力电线,66kV、110kV组合电器(GIS)的变频交流耐压试验,还可通过相应的设计扩展成发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节频率(30~300Hz)串联谐振试验设施与被试品电容谐振产生交流试验电压。由于电线的电容量较大,采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大、且大电流的工作电源现场不易取得,因此一般都采用变频串联谐振交流耐压试验设施。其输入电源的容量能显著降低,重量减轻,便于使用和运输。
     初期多采用调感式串联谐振设施(50Hz),但存在自动化程度差、噪音大等缺点。因此现在大多采用变频谐振,可以得到更高的品质因数(Q值),并具有自动调谐、多重保护、以及降低噪音、灵活的组合方式、单件重量轻等优点。本设施控制箱能产生30~300Hz(*小分辨率0.1Hz)的交流电压,具有全自动(自动调谐、自动升压)、全手动(手动调谐、手动升压)以及半自动(自动调谐、手动升压及手动调谐、自动升压)的多种功能,方便客户针对现场实际情况选择使用,具有地线未接、过流、过压、失谐(闪络)、参数设置错误等多重保护并自带报警功能或外接报警灯。本设施具有打印、存储等功能,使用本企业独特的通用平台技术,大的液晶显示,友好的人机操作界面。具备国内开创的智能式扫频方式,直接快速。

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