串联谐振装置发展

发布日期：2020-05-18　点击：1211次

四方国瑞是一家专业研发生产串联谐振的厂家，本公司生产的串联谐振在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。

  四方国瑞生产的串联谐振装置主要由变频控制器，励磁变压器，高压电抗器，高压分压器等组成。变频控制器又分两大类，20KW及以上为控制台式，20KW以下为便携箱式；它由控制器和滤波器组成。变频控制器主要作用是把幅值和频率都固定的380V或200V工频正弦交流电转变为幅值和频率可调的正弦波。并为整套设备提供电源。励磁变压器的作用是将变频电源输出的电压升到合适的试验电压。高压电抗器L是谐振回路重要部件，当电源频率等于1/（2π√LCX）时，它与被试品CX发生串联谐振。今天我们简单谈一下串联谐振装置的技术特点与注意事项。

  串联谐振装置技术特点

  1. 波形为脉宽电压调节的方波。

  2. 系统运行过程中对电压连续监控，当电源电压波动或电源频率波动导致高压电压波动时，自动3.微调电压至设置电压值。

  3. 自动扫频，寻找谐振点.频率范围20-300Hz,可手动设置扫频范围，扫频最大耗时2分钟(全频扫)， 频率分辨率0.01Hz。

  4. 自动试验，用户可设置试验程序，试验程序分为5段，系统自动按设置的程序完成试验过程。

  5. 强大的保护及报警功能：过流保护，过压保护和闪络保护。

  串联谐振装置注意事项

一、试验频率的调整

对试验装置与被试品构成的回路，其谐振频率是确定的，有时可能会出现被试品频率不能满足试品所要求的频率。由公式：ωL=1/ωC，为满足频率要求，有调节电感和改变电容量两个办法，但由于可调电感的设备价格相对要高得多，为此选择用并联电容的办法(如图4所示)。

在施工现场，并联电容的来源有耦合电容器、开关的断口电容器等。在选用并联电容时，必须考虑并联电容器能够承受试验电压的考验，电容量的大小必须使试验电压频率能够满足规程规定。例如对变压器耐压试验，试验频率一般要求在工频，即45-60HZ。由串联谐振条件：LC=1/ω，因为L=2*131=262H，所以C约为27000-48000pF。根据介损试验数据，变压器高对低的电容量一般要小于27000pF，显然不能满足谐振条件。例如，我们在做某台主变220KV中性点套管耐压试验时，根据高对低地的电容量Cx=18000pF，试验电压为72KV,实际条件选用110KV耦合电容器(C1-10000PF)。这样，C=C1+Cx=28000pF，f=58.8HZ，在规定范围内，考虑到高压引线对地的杂散电容影响，实际测量值要比计算值略低。现场试验数据为f=55.6HZ，与计算值相符。又如电缆，其耐压试验的频率一般要求在30-75HZ间。由于不同长度、不同截面电缆的电容量不同，要实际情况实际计算，通过并联电容器和改变电感的串并联，使得频率符合要求。如110KV电缆，YJLW03-64/110，400平方毫米，440米，单芯电容量为65nF，可计算得f=2*(65*10*131)=53HZ,在范围内。若是遇到短电缆，在电容量不够时，可并联电容器。

二、提高试验的稳定性

在应用中，发现当电压升到接近试验电压时，电压上升速度太快并伴有较大的电压波动，甚至能导致电压保护动作，使试验必须重新开始，这对设备安全是不利的。但如果电压保护值设定过大，就不能很好的起到保护被试设备免受过电压的作用。根据R-L-C电路的通用频率特性曲线(如下图5)。

改变这种情况的方法有以下两种：

1. 选择偏离谐振频率下进行试验。我们知道，为减少试验变压器的容量，在选择 Q 值时，Q值尽量要大.但当Q值较大时，而在偏离谐振频率时，相对较缓。所以，我们可以在试验变压器容量允许的条件下选择偏离谐振频率进行升压，达到了降低电压上升速度的目的。

2. 调整回路的品质因数。由图 Q=Uc/U=1/ωCR可知，为减少Q值，必须增加回路电阻，这样，为达到试验电压，励磁变压器的输出容量也要增加，所以，应用这种方法时，必须在容量许可的条件下进行。

3. 对接地电阻的要求

接地线要于接地体可靠连接，接地电阻小于4Ω。

  利用串联谐振的方法进行交流耐压试验是完全可行的。对于试验中遇到的问题，采用调整试验频率、选择偏离谐振频率下进行试验和调整回路的品质因数的方法也是行之有效的。前面所述仅仅是目前实际操作中发现的问题，今后还会遇到一些其它的技术问题，有待在实践中发现和解决。目前电力规范中规定35KV及以上电缆试验必须做交流耐压，这就要求我们不断总结经验，取长补短，逐渐改进，对新工艺、新材料提出更高的要求，用行之有效科学方法去应对日益发展新技术。

近年来，随着我国社会主义市场经济的飞速发展，城镇化网络不断升级改造，高压串联电缆在城市建设中广泛应用，串联电缆的长度和容量也在逐年攀升，过去的直流耐高压试验已经远远不能满足串联电缆的绝缘性能，而作为最佳试 验方式的工频试验设备在大容量和长度面前，又很难适应。串联谐振的应用就越来越广泛。

  国内外有关部门为什么广泛推荐采用交流耐压取代直流耐压？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。

  上世纪80年代至90年代中期，加拿大、德国、美国等先进国家制定了相应的交流耐压试验标准并推广应用。从90年代末开始，我国的广东、北京、上海、浙江、山东等地出台了对xlpe电缆做交流试验的暂行规定。国标GB50150-2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》推荐采用变频串联谐振耐压方式。