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。對這些設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗，相應(yīng)的交/直流流耐試驗設(shè)備既要滿足高電壓、小電流的試驗條件，又要滿足低電壓，大電流的試驗條件，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)、激勵變壓器、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。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)于普通試驗變壓器整流初來的直流電壓。是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、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)和出廠耐壓試驗值，可確定現(xiàn)場的耐壓試驗電壓U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其中P0為勵磁變空載損耗，PK為電抗器額定有功損耗。
變頻串聯(lián)諧振試驗過程中，勵磁變的容量應(yīng)大于有功功率P，并在勵磁變最低輸出電壓滿足試驗要求的前提下盡量降低勵磁變的變比，從而相應(yīng)減小勵磁變原邊的輸入電流。試驗電源容量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=。試驗中電抗器的額定電壓和電流也應(yīng)大于試驗電壓和高壓電流，當(dāng)電抗器采取串并聯(lián)以滿足試驗要求時，必須計算每個電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。
在現(xiàn)場試驗中，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，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，試品的最小電容量只有0.002μF，實(shí)際試驗時試品電容量遠(yuǎn)大于該值。如以放電時頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計算，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，從而保證試驗安全。
變頻串聯(lián)諧振具有電源容量小、試驗設(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試品的誤擊穿、而且避免短路電流對故障點(diǎn)造成燒傷。因此，變頻串聯(lián)諧振在電力工程試驗中有著很好的應(yīng)用前景和技術(shù)優(yōu)勢。