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串联谐振变换器-变频串联谐振试验装置常见处理
发布日期：2020-05-09 点击：1148次
四方国瑞品牌系列变频串联谐振由变频电源、激磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。
1、谐振电源产品大多都是高压试验设备，要求由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书，并经反复操作训练。
2、操作人员应不少于2人。使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。
3、为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。
4、各联接线不能接错，特别是接地线不能接错。否则可导致试验装置损坏。
5、本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全距离。
1、风扇不能启动：1）急停、故障保护、失谐保护后，没有按“故障复位”；2）内部温度过高，功率元件热保护；排除方法：关断仪器电源，将仪器静置30分钟左右，重新开启电源，按仪器面板上的“复位”键，再启动仪器。如果依然不能启动风扇，请和联系，不可拆卸仪器！
2、自动调谐不能完成，找不到谐振点：现象：调谐曲线完全是一条直线，调谐完成后仪器提示没有谐振点。原因：回路接地不好，试验回路接线错误，装置某一仪器开路。排除方法：1）检查接地装置可靠，接地连接线是否有断开点；2）检查励磁变压器的高低压线圈的通断；（低压绕组阻值;高压绕组阻值每个输出端对高压尾）3）检查每一只电抗器的通断；(每个绕组阻值)4）检查分压器的信号线的通断；（1孔对芯，2孔对外壳分别导通；1孔对2孔断开）5）检查分压器的高低压电容臂的通断；（高、低压电容量）6）装置自身升压时没有谐振点，还需要检查补偿电容器（选配）的通断；如果所有部件正常，依然没有谐振点，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
3.不能升压到试验电压：现象：1）调谐曲线是一条直线，有较低的尖峰；2）试验时低压电压较高，高压却较低，甚至在没有升到试验电压时，低压电压已经到达额定电压，回路自动降压；原因：1）电抗器与试品电容量不匹配，没有准确找到谐振点；2）试品损耗较高，系统Q值太低；3）励磁变压器高压输出电压较低；4）高压连接线过长或没有采用高压防电晕锡箔管；排除方法：1）将补偿电容器（选配）并接入试验回路，加大回路电容量；2）尽可能将多只电抗器串联，提高回路电感量；3）提高励磁变压器的输出电压；4）干燥处理被试品，提高被试品的绝缘强度，减少回路的有功损耗；5） 一般在设备较高电压输出时，采用高压防电晕锡箔管，或将普通高压输出线改为较短的连线，一般不超过5米。如果全部处理完后，依然不能解决问题，请和厂家联系，不可拆卸仪器！
串联谐振试验装置在高压耐压试验中的应用大大降低了高压耐压试验的难度。传统高压耐压试验有着试验设备大，不易搬动，试验效率慢等缺点。串联谐振高压耐压试验装置很好的克服了传统高压耐压试验的缺点，并在此基础上有了更大的改进，也让高压耐压试验变的更加有效率。
针对220Kv高压套管和主变压器、隔离开关等电气设备的交流耐压试验，串联谐振耐压试验装置具备宽泛的适用范围，同样也是各个高压试验部门、电力承装修试工程单位非常实用且好用的高压耐压测试设备。
串联谐振耐压试验装置具备这电源容量小，设备体积重量小，改善输出电压波形，防止大的短路电流烧伤故障点，以及不会出现任何恢复过电压的试验优势特点。特别是它的改善输出波形，防止大短路电流烧伤故障点和不会出现任何恢复过电压的优势，让高压耐压试验变的非常安全可靠。这是因为谐振电源为谐振式滤波电路，因此不仅能够改善处处电压的波形畸变还能得到非常好的正弦波形，从而防止了谐波峰值对被试品的无击穿。试验处在串联谐振状态时，被试品的绝缘弱点被击穿时，电路会马上脱谐，回路电流迅速下降到正常试验电流的很小倍，让串联谐振能快速找到绝缘弱点，又防止了短路电流烧伤故障点的隐患。当被试品发生击穿时，因为失去了谐振的条件，因此高电压也马上消失了，并且不会出现任何恢复过电压。
此设备是电气多年生产经验与市场客户反馈升级的新一代交流耐压谐振试验装置，区别于以前设备黑白屏触摸模拟数字处理控制灵敏度低，输入电源只能单项选择。该交流耐压谐振试验装置人机界面采用32位RISC CPU和精简的LINX内核，大屏真彩图形格式，试验谐振频率曲线、升压曲线、计时曲线真实有效反馈与界面，保护功能更灵敏，zui大优点是不受输入电源限制220V与380V都可做为设备工作电源。
二、被试品对象
1、10kV，240mm²及以下，3km电缆交流耐压试验，zui大电容量≤1.03μF，试验频率为30-300Hz，zui高试验电压22kV。
2、35kV，300mm²及以下，1km电缆交流耐压试验，zui大电容量≤0.1945μF，试验频率为30-300Hz，zui高试验电压52kV。
3、110kV，300mm²及以下，0.6km电缆交流耐压试验，zui大电容量≤0.044μF，试验频率为30-300Hz，zui高试验电压128kV。
4、110kV，22000kVA电力变压器的交流耐压试验，zui大电容量≤0.015μF，试验频率为45-65Hz，zui高试验电压160kV。
5、110kV多组合开关柜、互感器、绝缘子、穿墙母排、GIS多组合高压开关，交流耐压试验试验频率为45-65Hz，zui高试验电压264kV。
变频串联谐振试验设备适用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV聚己烯电力电缆交流耐压试验。适用于60KV、220KV，500KVGIS交流耐压试验。适用于大型变压器，发电机组工频耐压试验；电力变压器感应耐压试验；接地电阻测量。
其实即使已经知道变频串联谐振交流耐压装置的测量效果特别好，或者说虽然比较简单之后，在使用之前一定需要了解一下正确操作变频串联谐振交流耐压装置的方式有什么?总不能说自己在购买变频串联谐振交流耐压装置之后连它的最基本操作方案都不知知道，这种问题一旦出现之后就会导致变频串联谐振交流耐压装置的性能降低，那么正确使用变频串联谐振交流耐压装置的方式都是什么呢?
第一，在使用变频串联谐振交流耐压装置之前一定要检测一下它的线路问题，因为之前大家没有使用变频串联谐振交流耐压装置，将它放在库房里很久时间了。它的表面或许会有灰尘，也会有一些损伤，因此在使用变频串联谐振交流耐压装置时能够对它的鳞片进行检查，看下是否齐备之后，也就能够保证，使用时不会出现问题。
第二，大家在使用变频串联谐振交流耐压装置时也需要提前进行测试，测试的目的就防止了，因为长时间不使用变频串联谐振交流耐压装置而导致它的性能不稳定，一会强一会弱都会导致被测设备的安全性问题，甚至也会直接导致社被失去了原有的的测试价值，所以当大家在选择变频串联谐振交流耐压装置时一定要了解一下它的内部零件是否完整，而且将设备与变频串联谐振交流耐压装置连接在一起时，也需要再三确定一下，线路是否有问题?将这些方面都考虑清楚之后，自然能够达到一个非常好的测量效果。
不会因为连具体的操作都不知道，而让自己受到相应的损失，这种问题一旦出现的话也会导致工厂的生产效率下降，甚至说会直接砸掉操作比较方便，性能比较稳定的变频串联谐振交流耐压装置。
随着大量非线性负荷在工业中的广泛应用，电能质量变得越来越重要。电能质量最常见的问题就是谐波污染。谐波通常是由应用于国内工业的非线性负载的使用造成的。
由于低成本和结构简单，无源滤波器是传统的用来抑制谐波电流和无功补偿的主要方式。然而，无缘电力滤波器有好多缺点，例如：型号太大，负载阻抗间的串并联谐振。有源滤波器(APF)比无源滤波器有明显的优点。他们能更有效的抑制谐波和提高电能质量。混合型有源电力滤波器，由于有效克服了开关器件容量和成本等方面的限制，能够很好地满足高压大功率系统谐波治理和无功补偿的要求，同时兼顾了无源滤波器和有源滤波器两者的长处，具有较高的性价比。
本文提出了一种串联谐振注入式混合型有源电力滤波器(SRIHAPF)的拓扑结构，如图1所示，该结构通过一组单调谐滤波支路代替注入式结构的滤波电容能够很好的抑制谐波电流和补偿无功功率，从而避免了电网谐波电压的放大现象。基于传统的混合型有源滤波器的拓扑结构，新型的拓扑结构在谐波电流源控制的APF两端并联了一个小电感谐振电路，该部分对谐波呈现低阻抗特性，有利于谐波电流的注入。由于新的拓扑结构中的无源滤波器的优化设计，APF不必承受基波电压。因此APF的功率等级得到了有效的降低。
一、注入式结构的电气模型及滤波原理
图1所示的串联谐振注入式混合型有源电力滤波器与传统的注入式结构相比[8]，具有更高的谐波电流注入能力，并且当电网谐波电压较高时仍能够安全稳定地工作。为便于理论分析，本文建立了注入式混合型有源电力滤波器的统一电气模型，并从串联谐振支路谐波分压的角度探讨了新型结构的优越性。
(一)注入式结构的电气模型
在注入式结构的混合型有源电力滤波器中：假设电源谐波电压为USh;电网阻抗为ZSh;将负载看成谐波电流源ILh;而有源部分被控制为一个理想的谐波电压源U1。则从带有注入式结构的混合型有源电力滤波器的谐波域单相电气模型可以知道，其中ISh、ILh、IPh、ICh、IRh和IGh分别为电网支路、负载支路、并联无源支路、有源支路、基波串联谐振电路和注入支路的电流，ZSh、ZPh、ZGh、ZRh分别为电网阻抗、无源部分阻抗、有源注入支路等效阻抗和基波串联谐振电路阻抗。
(二)基波谐振支路谐波分压的分析
基波谐振支路的谐波分压主要来源于两个方面，一方面是电网谐波电压在基波谐振支路的分压，另一个方面是由于注入支路调谐频率附近的谐波电压被严重放大，造成基波谐振支路谐波含量急剧增加
在基波频率处由于L1调谐在低频段和固定值，大量的基波无功功率流经电感L1而不通过APF。因此APF承受的基波电压得到了有效的降低，APF的电压等级也得到了很好的改善。
Z1<
谐波注入部分为谐振电路，由于电感的存在，提高了注入电容值，降低了基波谐振支路的谐波分压值，还可以有效避免电网低频谐波电压的放大现象，而且还不会产生谐波环流，大大降低了基波谐振支路的谐波分压。
二、仿真结果
为验证本文所提出的SRIHAPF结构的谐波处理及无功补偿的有效性，按照上述结构和原理，利用Matlab/Simulink进行仿真。对于在特定条件下的低功率因数和5次、7次、11次、13次谐波在10KV网络中，模拟仿真所使用的拓扑结构在图1中显示出来的。两组无源滤波器在250-350HZ内调整，仿真条件是在线电压Ush=10KV，50hz，5、7、11、13为主要的谐波电流。
三、结束语
本文提出了一种适用于中高压电力系统的新型并联混合型有源滤波器的拓扑结构，与传统的混合型有源滤波器相比，SRIHAPF的谐波注入能力具有更大的优越性，从而确保了系统在谐波含量较大时仍能安全稳定的运行。通过分析可知，SRIHAPF对电网等效阻抗与无缘支路间可能的谐振具有良好的抑制效果，仿真结果验证了该系统的可行性及本文分析的正确性。
对于理想的L、C元件，串联谐振发生时，L、C元件上的电压大小相等、方向相反，总电压等于0(谐振阻抗为零)。而并联谐振发生时，L、C元件中的电流大小相等、方向相反，总电流等于0(谐振阻抗为无穷大)，故有如题的称呼。 无论是串联还是并联谐振，在谐振发生时，L、C之间都实现了完全的能量交换。即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容;而在另一时刻电容放电，又转换成磁能由电感储存。 在串联谐振电路中，由于串联——L、C流过同一个电流，因此能量的交换以电压极性的变化进行;在并联电路中，L、C两端是同一个电压，故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。 谐振时电感和电容还是两个元件，否则不能进行能量交换;但从等效阻抗的角度，是变成了一个元件：数值为零或无穷大的电阻。对于理想的L、C元件，串联谐振发生时，L、C元件上的电压大小相等、方向相反，总电压等于0(谐振阻抗为零)。而并联谐振发生时，L、C元件中的电流大小相等、方向相反，总电流等于0(谐振阻抗为无穷大)。故有如题的称呼。
无论是串联还是并联谐振，在谐振发生时，L、C之间都实现了完全的能量交换。即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容;而在另一时刻电容放电，又转换成磁能由电感储存。
在串联谐振电路中，由于串联——L、C流过同一个电流，因此能量的交换以电压极性的变化进行;在并联电路中，L、C两端是同一个电压，故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。
谐振时电感和电容还是两个元件，否则不能进行能量交换;但从等效阻抗的角度，是变成了一个元件：数值为零或无穷大的电阻。 对于理想的L、C元件，串联谐振发生时，L、C元件上的电压大小相等、方向相反，总电压等于0(谐振阻抗为零)。而并联谐振发生时，L、C元件中的电流大小相等、方向相反，总电流等于0(谐振阻抗为无穷大)。故有如题的称呼。
无论是串联还是并联谐振，在谐振发生时，L、C之间都实现了完全的能量交换。即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容;而在另一时刻电容放电，又转换成磁能由电感储存。
在串联谐振电路中，由于串联——L、C流过同一个电流，因此能量的交换以电压极性的变化进行;在并联电路中，L、C两端是同一个电压，故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。
谐振时电感和电容还是两个元件，否则不能进行能量交换;但从等效阻抗的角度，是变成了一个元件：数值为零或无穷大的电阻。
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