變頻串聯(lián)諧振的應(yīng)用
變壓器最常用的一次電氣設(shè)備有變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6開關(guān)、CT/PT、絕緣子、母線、電纜、套管等容性設(shè)備。對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，相應(yīng)的交/直流流耐試驗(yàn)設(shè)備既要滿足高電壓、小電流的試驗(yàn)條件，又要滿足低電壓，大電流的試驗(yàn)條件，要求兼顧較寬的適用范圍，變頻串聯(lián)諧振采用串聯(lián)諧振的原理，由變頻電源控制箱(操作臺(tái))、激勵(lì)變壓器、電抗器、電容分壓器組成了主設(shè)備，在電容分壓器上，接入整流硅堆及微安表，即可完成直流耐壓試驗(yàn)。由于系統(tǒng)諧振后具有很好的濾波特性，因此其生產(chǎn)的直流電壓優(yōu)于普通試驗(yàn)變壓器整流初來的直流電壓。是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。
變頻諧振耐壓裝置
以下對(duì)變頻串聯(lián)諧振在設(shè)備檢測中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
變頻串聯(lián)諧振其諧振頻率，其中L為電抗器的電感值，如有幾個(gè)電抗器串并聯(lián)使用應(yīng)考慮互感的影響;C為被試品及分壓電容器的和，現(xiàn)場可以用電橋或介損儀進(jìn)行實(shí)際測量獲得。高壓電流I=2πfCU，由被試品的電氣參數(shù)和出廠耐壓試驗(yàn)值，可確定現(xiàn)場的耐壓試驗(yàn)電壓U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其中P0為勵(lì)磁變空載損耗，PK為電抗器額定有功損耗。
變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)過程中，勵(lì)磁變的容量應(yīng)大于有功功率P，并在勵(lì)磁變最低輸出電壓滿足試驗(yàn)要求的前提下盡量降低勵(lì)磁變的變比，從而相應(yīng)減小勵(lì)磁變?cè)叺妮斎腚娏?。試?yàn)電源容量S=P+P1，其中P1為變頻電源本身的損耗，由電源端輸入電壓為380V可得電源電流I1=。試驗(yàn)中電抗器的額定電壓和電流也應(yīng)大于試驗(yàn)電壓和高壓電流，當(dāng)電抗器采取串并聯(lián)以滿足試驗(yàn)要求時(shí)，必須計(jì)算每個(gè)電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。
在現(xiàn)場試驗(yàn)中，通常采用16mm2以上的裸銅線接地，裸銅線其寄生電感在μH數(shù)量級(jí)，約0.1-1μH/m，直流電阻約0.1mΩ，如果接地線有彎曲環(huán)繞現(xiàn)象，電感量可增加到10-1000μH/m。試品絕緣通常在交流電壓的正峰值或負(fù)峰值被擊穿，試品被擊穿瞬間試品上的電壓最高，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時(shí)間一般在0.1-10μs之間，具體情況與擊穿點(diǎn)的實(shí)際情況有關(guān)。從放電能量上看，即使放電時(shí)，試品的最小電容量只有0.002μF，實(shí)際試驗(yàn)時(shí)試品電容量遠(yuǎn)大于該值。如以放電時(shí)頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計(jì)算，地線的寄生感抗XL==0.628Ω，地線可能產(chǎn)生的過電壓Ud=If XL=1000×0.628=628V。如果地線連接不規(guī)范，寄生電感就會(huì)增大很多，產(chǎn)生的過電壓可能更大，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓試驗(yàn)系統(tǒng)必須一點(diǎn)可靠接地，分壓器的接地點(diǎn)與大地的連接線應(yīng)盡量短，接地線應(yīng)粗、直、短，從而保證試驗(yàn)安全。
變頻串聯(lián)諧振具有電源容量小、試驗(yàn)設(shè)備重量輕、輸出電壓波形好等優(yōu)點(diǎn)，可以有效的防止諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿、而且避免短路電流對(duì)故障點(diǎn)造成燒傷。因此，變頻串聯(lián)諧振在電力工程試驗(yàn)中有著很好的應(yīng)用前景和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。