變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的原理

變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的原理

裝置是運(yùn)?串聯(lián)諧振的原理，利?勵(lì)磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率，使得回路中的電抗器的電感L和試品電容器的電容C發(fā)?諧振，最后通過(guò)調(diào)整勵(lì)磁的輸出電壓，使諧振電壓達(dá)到所要求的試驗(yàn)電壓。

?、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的原理

串聯(lián)諧振原理圖

根據(jù)的原理圖，當(dāng)L、C、R串聯(lián)回路中的感抗與試品容抗相等時(shí)，感抗中的磁場(chǎng)能量與試品電容中的電場(chǎng)能量相互補(bǔ)償，試品所需的?功功率全部由電抗器供給，電源只提供回路的有功功率，此時(shí)電路的功率因數(shù)=1.0，即電源電壓與諧振回路電流同相位，電感上的電壓降與電容上的電壓降相等，相位相反。

當(dāng)XL=XC即ωL=ωC時(shí)，

，回路的諧振頻率

，若LC參數(shù)固定，調(diào)節(jié)電源頻率使之等于諧振頻率，就可以產(chǎn)?諧振。此時(shí)流經(jīng)試品的電流和試品兩端的電壓分別為：

I=U/(R+j(XL-XC))=U/R

UC=-jIXC=-jQU

式中的Q為諧振電路的品質(zhì)因數(shù)。

由于電流與供電電壓同相，因此輸?功率為純有功功率：

P=UI=I?2;R

諧振時(shí)試驗(yàn)電壓所耗的功率僅為電阻上所耗的功率，所以變壓器容量?常規(guī)試驗(yàn)變壓器?很多。諧振時(shí)，負(fù)荷C上的?功功率為：

?泛應(yīng)?于電纜、?型電?變壓器、?體絕緣組合電器(GIS)、電?電容器等?電壓、?容量的電?設(shè)備的交流耐壓、感應(yīng)耐壓等試驗(yàn)項(xiàng)?中。

其試驗(yàn)原理如下圖所?。

變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理

分壓電容(也稱(chēng)為旁路電容器)的作?：

a) 分壓作?：作為?壓測(cè)量分壓電容。

b) 分流作?：與試品配合，使諧振裝置在額定負(fù)荷范圍內(nèi)，按要求隨意?作在調(diào)頻、倍頻、?頻上。

c) 與試品電容?起，構(gòu)成諧振電容。

?、?壓電?設(shè)備進(jìn)?交流耐壓試驗(yàn)存在必要性

1) 不能反映設(shè)備實(shí)際?況下的電場(chǎng)分布，難以正確發(fā)現(xiàn)?壓電?設(shè)備的內(nèi)部缺陷。

2) 直流電壓可使?壓電?設(shè)備內(nèi)部的局部放電?為減弱，不利于絕緣缺陷的檢出。

3) ?頻交流耐壓試驗(yàn)反映實(shí)際運(yùn)?電壓波形，與運(yùn)?中出現(xiàn)的?頻暫態(tài)電壓升?的情況較為符合，不存在等價(jià)性問(wèn)題。

?電容量的電?設(shè)備(如?型發(fā)電機(jī)組、電?變壓器、電?電容器、GIS、電?電纜等)在?定頻率范圍內(nèi)的絕緣耐受與?頻耐壓具有?定的等效性，這樣就為利?變頻試驗(yàn)裝置的電感與被試品的電容串聯(lián)產(chǎn)?諧振電壓來(lái)進(jìn)?交流耐壓試驗(yàn)提供了可能，且由于試驗(yàn)裝置的勵(lì)磁電壓低、重量輕，?常?便于在施?現(xiàn)場(chǎng)使?。

三、串聯(lián)諧振裝置?結(jié)

可提供被試設(shè)備?于電源電壓Q倍的試驗(yàn)電壓。由于電源容量減?且電感、電容可做成分段式，使實(shí)驗(yàn)設(shè)備輕巧，運(yùn)輸?便，為?容量、長(zhǎng)距離現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成為可能并提供極??便，同時(shí)利?試驗(yàn)頻率允許在?定可調(diào)范圍內(nèi)(30~300Hz)和試驗(yàn)電抗器固定可調(diào)(單?電抗器是不可調(diào)的，但是通過(guò)串聯(lián)并聯(lián)，總電感可調(diào))的原理，使得系統(tǒng)的柔性??增加。IEC517和GB7674-1997均認(rèn)為試驗(yàn)電壓在10~300Hz范圍內(nèi)與?頻電壓試驗(yàn)基本等效。