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串聯諧振電路應用

發布日期：2018-05-31　點擊：2472次

按照電氣設備交接試驗要求,變壓器、GIS系統、SF6斷路器、電流互感器、電力電纜、套管等容性設備交接時需進行交流耐壓試驗 。采用傳統的工頻電壓試驗法進行容性設備交流耐壓試驗時,升壓試驗變壓器笨重、龐大，且現場大電流試驗電源不易取得。與傳統試驗方法相比較，變頻串聯諧振具有輸入電源容量小、設備重量輕，品質因數高，并具有自動調諧、多重保護、組合方式靈活等優點 。
由于串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，試驗電源只需提供系統有功的消耗，因此其所需電源功率只有試驗容量的1/Q。而且，由于串聯諧振試驗不需要大功率調壓裝置和工頻試驗變壓器，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得串聯諧振系統重量和體積大大減少。另外，諧振電源是諧振式濾波電路，其能改善輸出電壓波形，從而防止諧波峰值對試品的誤擊穿。而在串聯諧振狀態下，當試品絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，故其還可防止大的短路電流對故障點的燒傷。

高壓電氣實驗主要是針對電力系統中絕緣系統設備的安全進行檢驗，同時，在日常運行過程中也要定期對電氣設備進行試驗。交流耐壓實驗是高壓電氣實驗中較為常見的實驗方法，但這種實驗對電源和設備的要求較高，串聯諧振設備在其中的應用則大大降低了交流耐壓試驗的難度，使試驗能夠順利進行，所以，有必要對串聯諧振在高壓試驗中的應用進行分析、研究。

串聯諧振概述
在高壓實驗中，串聯諧振的應用是利用RLC串聯諧振電路產生諧振，使電流和電源電壓相位相同，產生無功電壓相同、相位相反的效果，這樣整個電路就會呈現阻性。其中，諧振電流的大小取決于電阻的大小，而其諧振頻率則是由電路參數L和C來調節的，通過調節這兩個參數來實現串聯諧振。由此可以看出，要想在高壓實驗中應用串聯諧振技術，首先應該具備的諧振設備包括兩個部分，即電抗器和電容器。其中，電抗器產生電感L，而電容器產生電容C，通過調節L和C的數值使得外加電源信號頻率與電路的固定頻率一致，這時，電路就會產生諧振。出現諧振時，電容和電感上所獲得的電壓值是最大的，這樣就可以利用最大電壓值對電力設備的試驗品進行試驗，以達到試驗的目的。具體來說，整個串聯諧振設備主要包括變頻調壓電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和高壓分壓器等。其中，變頻調壓電源主要是在實驗中提供可調節頻率和幅值的電壓，具有過壓保護、放電保護和過流保護等多種保護功能。勵磁變壓器則能夠將變頻電源中的輸出電壓升高到試驗要求的電壓，以使變頻電壓符合諧振要求。高壓分壓器是用來測量試驗電壓、保護信號的；而高雅電抗器則是諧振回路中不可缺少的部件，是產生諧振的重要工具。當系統頻率和電源頻率一致時，就會發生串聯諧振。

變頻串聯諧振與交流工頻耐壓試驗裝置比較，其具有電源容量小、試驗設備重量輕、輸出電壓波形好等優點，并可有效的防止諧波峰值對試品的誤擊穿、且可避免大的短路電流燒傷故障點。變頻串聯諧振原理、工程應用分析及現場試驗表明，變頻串聯諧振在電力工程試驗中具有突出的技術優勢和良好的應用前景。

湖北四方國瑞電力控股有限公司  技術部  時間 2018-05-31