变频串联谐振的应用

  变压器最常用的一次电气设备有变压器、GIS系统、SF6开关、CT/PT、绝缘子、母线、电缆、套管等容性设备。对这些设备进行耐压试验，相应的交/直流流耐试验设备既要满足高电压、小电流的试验条件，又要满足低电压，大电流的试验条件，要求兼顾较宽的适用范围，变频串联谐振采用串联谐振的原理，由变频电源控制箱(操作台)、激励变压器、电抗器、电容分压器组成了主设备，在电容分压器上，接入整流硅堆及微安表，即可完成直流耐压试验。由于系统谐振后具有很好的滤波特性，因此其生产的直流电压优于普通试验变压器整流初来的直流电压。是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。

 

  以下对变频串联谐振在设备检测中的应用进行分析。

  变频串联谐振其谐振频率，其中L为电抗器的电感值，如有几个电抗器串并联使用应考虑互感的影响;C为被试品及分压电容器的和，现场可以用电桥或介损仪进行实际测量获得。高压电流I=2πfCU，由被试品的电气参数和出厂耐压试验值，可确定现场的耐压试验电压U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其中P0为励磁变空载损耗，PK为电抗器额定有功损耗。

  变频串联谐振试验过程中，励磁变的容量应大于有功功率P，并在励磁变最低输出电压满足试验要求的前提下尽量降低励磁变的变比，从而相应减小励磁变原边的输入电流。试验电源容量S=P+P1，其中P1为变频电源本身的损耗，由电源端输入电压为380V可得电源电流I1=。试验中电抗器的额定电压和电流也应大于试验电压和高压电流，当电抗器采取串并联以满足试验要求时，必须计算每个电抗器上所承受的电压和电流不超限值。

  在现场试验中，通常采用16mm2以上的裸铜线接地，裸铜线其寄生电感在μH数量级，约0.1-1μH/m，直流电阻约0.1mΩ，如果接地线有弯曲环绕现象，电感量可增加到10-1000μH/m。试品绝缘通常在交流电压的正峰值或负峰值被击穿，试品被击穿瞬间试品上的电压最高，击穿后试品上的电压跌落到零的时间一般在0.1-10μs之间，具体情况与击穿点的实际情况有关。从放电能量上看，即使放电时，试品的最小电容量只有0.002μF，实际试验时试品电容量远大于该值。如以放电时频率为100kHz、地线寄生电感为1μH、放电电流为1000A计算，地线的寄生感抗XL==0.628Ω，地线可能产生的过电压Ud=If XL=1000×0.628=628V。如果地线连接不规范，寄生电感就会增大很多，产生的过电压可能更大，可危及变频电源及人身安全。所以高压试验系统必须一点可靠接地，分压器的接地点与大地的连接线应尽量短，接地线应粗、直、短，从而保证试验安全。

  变频串联谐振具有电源容量小、试验设备重量轻、输出电压波形好等优点，可以有效的防止谐波峰值对试品的误击穿、而且避免短路电流对故障点造成烧伤。因此，变频串联谐振在电力工程试验中有着很好的应用前景和技术优势。

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