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串聯(lián)諧振

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產(chǎn)品名稱：變頻串并聯(lián)諧振成套裝置

產(chǎn)品型號(hào)：YD2000

產(chǎn)品報(bào)價(jià)：

產(chǎn)品特點(diǎn)：YD2000變頻串并聯(lián)諧振成套裝置采用了基于DSP平臺(tái)技術(shù)的SPWM控制，集調(diào)壓、調(diào)頻、控制及保護(hù)于一身，輸出波形失真小，頻率穩(wěn)定，具有良好的過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱、放電保護(hù)等功能，可廣泛適用于發(fā)電機(jī)、電力變壓器、GIS、交聯(lián)高壓電纜、高壓開(kāi)關(guān)、互感器等電力設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)。

YD2000變頻串并聯(lián)諧振成套裝置的詳細(xì)資料：

一.YD2000變頻串并聯(lián)諧振成套裝置主要功能及技術(shù)特點(diǎn)

*由公司自主研發(fā)，采用了基于DSP平臺(tái)技術(shù)的SPWM控制，集調(diào)壓、調(diào)頻、控制及保護(hù)于一身，輸出波形失真小，頻率穩(wěn)定，具有良好的過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱、放電保護(hù)等功能，可廣泛適用于發(fā)電機(jī)、電力變壓器、GIS、交聯(lián)高壓電纜、高壓開(kāi)關(guān)、互感器等電力設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)。

1．具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、系統(tǒng)失諧（閃絡(luò)）等保護(hù)功能，過(guò)壓過(guò)流保護(hù)值可以根據(jù)用戶需要進(jìn)行整定。

2．整個(gè)裝置單件重量很輕，便于現(xiàn)場(chǎng)使用。

3．具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作模式，方便用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活選擇，提高試驗(yàn)速度。手動(dòng)模式可使用電位器進(jìn)行升壓，使用尤其方便。

4．能存儲(chǔ)和異地打印數(shù)據(jù)。

5．采用工業(yè)觸摸屏進(jìn)行控制，人機(jī)界面好，操作方便，觸摸屏可顯示掃頻曲線，方便使用者直觀了解是否找到諧振點(diǎn)。

二.YD2000變頻串并聯(lián)諧振成套裝置系統(tǒng)整體技術(shù)指標(biāo)

1．工作溫度：-10℃～45℃；

2．工作濕度：≤85%；

3．海拔：≤1000m；

4．供電電源電壓：三相AC380V±10%(或單相AC220V±10%)，50Hz；

注：當(dāng)實(shí)際輸出電流大于15A時(shí)，建議使用三相AC380V電源供電

5．電源大功率：10kW(三相AC380V電源供電時(shí))；

6．大試驗(yàn)容量：300kVA；

7．工作頻率范圍：20~300Hz；

8．調(diào)頻步進(jìn)頻率：0.1Hz；

9．調(diào)頻不穩(wěn)定度：<0.05%；

10．諧振電壓波形：正弦波，畸變率<1%；

11．系統(tǒng)測(cè)量精度：1.0級(jí)；

三、YD2000主要相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1.《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50150-2006

2.《高壓諧振試驗(yàn)裝置》 DL/T 849.6-2004

3.《高壓試驗(yàn)裝置通用技術(shù)條件第2部分：工頻高壓試驗(yàn)裝置》 DL/T848.1-2

4.《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》 DL/T T596.6-1996

5.《電抗器》 GB10229.88

6.《耦合電容器和電容分壓器》 IEC358(1990)

四、YD2000應(yīng)用范圍

配置主要針對(duì)6~35kV交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗(yàn)以及實(shí)際試驗(yàn)電壓低于300kV的其它電力高壓設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、GIS、開(kāi)關(guān)、母線、套管、互感器等的交流耐壓試驗(yàn)。

五、YD2000設(shè)備組成

主要由變頻控制電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器、電容分壓器和補(bǔ)償電容器組成。各部件分別介紹如下：

5.1變頻控制電源

輸入電壓：三相AC380V或單相AC220V±10% 50Hz

大功率：10kW

輸出電壓頻率：20～300Hz連續(xù)可調(diào)

頻率步進(jìn)：0.1Hz步進(jìn)可調(diào)

輸出波形：正弦波

頻率不穩(wěn)定度：≤0.05%

額定工作電流：25A

5.2勵(lì)磁變壓器

勵(lì)磁變壓器為單相干式自冷，它的主要作用是將變頻電源輸出的正弦波電壓升壓到合適的試驗(yàn)電壓值，一般勵(lì)磁變壓器有多個(gè)繞組，配合電抗器使用，可滿足不同電壓等級(jí)、不同容量的試驗(yàn)要求，勵(lì)磁變壓器的容量與變頻電源相同。

5.3電抗器

電抗器采用干式結(jié)構(gòu)，可單獨(dú)或任意串聯(lián)、并聯(lián)使用，環(huán)氧樹(shù)脂絕緣筒外殼。

電抗器并聯(lián)，增加電流容量，電感減?。浑娍蛊鞔?lián)，增加電壓耐壓等級(jí)，電感增加。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行串、并聯(lián)，以滿足試驗(yàn)電壓、電流的需要。

5.4電容分壓器

環(huán)氧筒外殼，用來(lái)測(cè)量被試品(電力電纜或其它)的試驗(yàn)電壓。

電容分壓器是高電壓測(cè)試設(shè)備，內(nèi)部一般由兩個(gè)電容C1、C2串聯(lián)而成，如圖它將高電壓降為幾十伏的低電壓輸出，供測(cè)量和保護(hù)使用，如不考慮寄生電感的影響，分壓比 N與頻率無(wú)關(guān)，由C1、C2的電容量決定。

5.5補(bǔ)償電容器

補(bǔ)償電容是在小容量試品（如短電纜、變壓器、GIS等）試驗(yàn)時(shí)，把它和試品并聯(lián)，將諧振頻率控制在一定的范圍內(nèi)（如45~65Hz），使用時(shí)，應(yīng)注意電容的耐壓，可選配。

5.6附件

變頻電源主控器配備有引線和插頭與其他設(shè)備進(jìn)行連接，包括與電源的動(dòng)力引線，與勵(lì)磁變壓器的低壓引線，與分壓器的測(cè)量引線，接地引線等。

5.7單套設(shè)備詳細(xì)供貨清單一覽表：

序號(hào)	部件名稱	型號(hào)規(guī)格	單位	數(shù)量
1	變頻控制電源		臺(tái)	1
2	勵(lì)磁變壓器		臺(tái)	1
3	電抗器		臺(tái)	若干
4	電容分壓器		臺(tái)	1
5	補(bǔ)償電容器		臺(tái)	選配
6	裝置附件（電源線、各部分連接線）		套	1

六、串聯(lián)諧振原理

如圖右圖所示，電感L與電容C串聯(lián)構(gòu)成串聯(lián)諧振回路，R為整個(gè)回路的等效電阻。當(dāng)在回路中施加一個(gè)交流電壓時(shí)：

回路的感抗：

諧振原理圖

回路的容抗：回路總阻抗：

當(dāng)改變回路參數(shù)或電源頻率，使感抗和容抗相等時(shí)，施加于電感上的電壓U_L和電容上的電壓U_C大小相等，方向相反，相互抵消，整個(gè)回路呈阻性，阻抗為小值Z = R，回路電流為大值，電容上的電壓為大值，此時(shí)稱為串聯(lián)諧振狀態(tài)。

當(dāng)回路處于諧振狀態(tài)時(shí)，

回路電流： (2-1)

電源功率： (2-2)

諧振頻率： (2-3)

回路品質(zhì)因素： (2-4)

電容上的電壓： (2-5)

電感上的電壓： (2-6)

電容上的功率： (2-7)

根據(jù)上述分析，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1.串聯(lián)回路的諧振條件為；

對(duì)于不同的試品電容C，調(diào)節(jié)頻率f或電感L均可以使回路諧振，前者稱為變頻諧振系統(tǒng)，后者稱為調(diào)感式諧振系統(tǒng)。

2.由式（2-5）可知，諧振時(shí)試品電容上的電壓U_C等于電源輸入電壓U的Q倍。在工程應(yīng)用中，品質(zhì)因素主要由電抗器決定，約等于電抗器的感抗與直流電阻之比，一般為20~120之間，因此可以用低壓電源通過(guò)諧振在試品上獲得高電壓。

3.由式（2-7）可知，諧振時(shí)試品電容上所產(chǎn)生的容量是電源提供容量的Q倍。因此可以用低容量的電源通過(guò)諧振，在試品上產(chǎn)生大的試驗(yàn)容量。其中Q為回路的品質(zhì)因素。

七、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的頻率與容量計(jì)算

在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)之前，應(yīng)根據(jù)不同的試驗(yàn)對(duì)象、規(guī)程要求和計(jì)算結(jié)果，預(yù)先確定本次試驗(yàn)的方案與需要攜帶的變頻控制電源、電抗器、分壓器等試驗(yàn)設(shè)備的規(guī)格與數(shù)量。下面將以6~35kV電纜變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)為例，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的頻率與容量如何確定與計(jì)算示例如下：

7.1串諧諧振耐壓試驗(yàn)要考慮的因素

1．諧振頻率控制范圍

2．試驗(yàn)電纜長(zhǎng)度（主要確定試品的電容量）

3．試驗(yàn)電壓

4．單節(jié)電抗器的絕緣耐壓、電感量、大工作電流

5．變頻控制電源與勵(lì)磁變壓器功率

6．補(bǔ)償電容的電壓等級(jí)與容量

其中，諧振頻率控制范圍、試品的電容量與試驗(yàn)電壓在試驗(yàn)之前需要明確。需要通過(guò)計(jì)算明確的有：電抗器的規(guī)格與數(shù)量、變頻電源與勵(lì)磁變壓器容量。

7.2電抗器串聯(lián)節(jié)數(shù)

電抗器是否需要串聯(lián)，首先應(yīng)考慮試驗(yàn)電壓，通常單節(jié)電抗器的額定電壓在18~26KV，電感量一般在20~100H左右。對(duì)10kV電纜一般用單節(jié)或單節(jié)并聯(lián)即可滿足要求。而對(duì)35kV電纜則需要考慮采用2節(jié)或3節(jié)電抗器串聯(lián)，或者2節(jié)或3節(jié)電抗器串聯(lián)后再并聯(lián)。

7.3諧振頻率

對(duì)于長(zhǎng)電纜尤其是截面積較大的長(zhǎng)電纜，由于其電容量較大，根據(jù)諧振頻率公式，會(huì)出現(xiàn)諧振頻率低于下限頻率的情況。此時(shí)應(yīng)設(shè)法減小電感量，采用的方法是電抗器并聯(lián)。

對(duì)于短電纜尤其是截面積較小的短電纜，由于其電容量較小，根據(jù)諧振頻率公式，會(huì)出現(xiàn)諧振頻率高于上限頻率的情況，此時(shí)應(yīng)設(shè)法增大電感量。采用的方法是電抗器串聯(lián)，電抗器串聯(lián)后會(huì)減小試驗(yàn)回路電流，減小變頻控制器與勵(lì)磁變壓器的功率。對(duì)于更短的電纜（如50m左右），則可考慮采用并聯(lián)補(bǔ)償電容方法來(lái)降低諧振頻率。

7.4變頻控制電源與勵(lì)磁變壓器容量

試品上試驗(yàn)功率由變頻控制器通過(guò)勵(lì)磁變壓器提供，由于諧振放大作用，變頻控制器與勵(lì)磁變壓器輸出的功率只需試品上試驗(yàn)功率的1/Q倍。盡管如此，當(dāng)被試電纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，要求變頻控制器與勵(lì)磁變壓器輸出功率仍比較高。通常情況下10kVA的輸出容量可滿足絕大部分6~35KV電纜試驗(yàn)要求。