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变频串联谐振成套试验装置工作原理

发布时间:2019-06-25   点击次数:310次

变频串联谐振成套试验装置是运用串联谐振的原理,利用励磁变压器激发串联谐振回路,通过调节变频控制器的输出频率,使得回路中的电抗器电感L和试品电容C发生串联谐振,谐振电压即为试品上所加电压。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业,适用于大容量、高电压的电容性试品的交接和预防性试验。

适用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交联聚乙烯电力电缆交流耐压试验

适用于66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐压试验

适用于大型发电机组、电力变压器工频耐压

适用于电力变压器的感应耐压试验

二、主要性能指标及特点

2.1主要技术指标

(1)工作温度范围:-10~45℃

(2)工作湿度范围:90%

(3)海拔:1000m

(4)供电电源电压:380V±10%、三相或220V±10%、单相(10KW及以下)

                   50/60Hz

(5)供电电源容量:0-300KW

(6)额定输出电压:0-1000KV

(7)额定输出容量:0-35MVA

(8)工作频率范围:30-300Hz(亦可根据用户要求放宽频率范围)

(9)频率调节分辨率:0.02Hz;   不稳定度0.05%

(10)噪音:60dB

(11)系统测量精度:1级

(12)输出波形:正弦波,波形畸变率1%

(13)电抗器Q值:30-120

(14)系统具有IGBT、过电压、过电流、试品闪络等全自动保护

2.2主要特点

2.2.1体积小、重量轻,适合于现场使用

变频控制器集调压、调频、控制及保护功能为一体,省去了笨重的调压器,而且操作方便、读数直观。由于系统Q值较高(30-120),有效地解决了由于电源容量的不足对现场试验的制约。当电压等级较高时,电抗器采用多级或叠积式结构,便于运用输及现场安装。

2.2.2安装可靠性高

变频装置采用先进的设计思想、高品质的IGBT及驱动回路使输出波形失真度小,频率输出稳定性好,具有良好的IGBT、过电流、过电压(保护值可根据需要人为整定)以及放电保护功能,可保护设备及人身的安全;当试品放电或击穿时,由于谐振条件被破坏,短路电流小,只有试品试验电流的1/Q,避免了因击穿对试品造成的损坏。

2.2.3试验的等效性好

采用接近工频(30HZ-300HZ)的交流电压作为试验电源,无论是在等效性和一致性上都与50HZ/60HA的工频电源非常接近,保证了试验结果的可靠性和真实性。

三、工作原理及系统配置

3.1工作原理

                     VF          T1      L1         L2

 

          
  
   
 
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⌒⌒⌒⌒输入:380V,                                                  C1         Cx

⌒⌒⌒⌒⌒⌒三相或220V、

⌒⌒⌒单相(10KW                                            C2   

及以下

 

          
 
  
 
  
 
  
 
  
 

 

 

 

 

                               峰值测量

图一、变频串联谐振试验成套装置原理简图

VF:变频控制器           T1:励磁变压器

L1、L2:高压电抗器       C1、C2:高压分压器高、低压臂

Cx:试品

高压电抗器L1、L2可并、可串接使用,以保证回路在适当的频率下谐振。通过变频控制器VF提供电源,试验电压由励磁变压器T1经过初步升压后,使高电压加在高压电抗器L和试品Cx上,通过改变变频控器的输出频率,使回路处于串联谐振状态;调节变频电源的输出电压幅度值,使试品上的高压达到合适的电压值。

回路的谐振频率取决于与被试品串联的电抗器的电感L和试品的电容Cx,谐振频率f=1/(2πLCx  )。

3.2系统配置

3.2.1变频控制器

变频控制器从结构上分为两大类:20kW及以上为控制台式,20kW以下为便携箱式;它是由控制器和滤波器组成。在系统中变频控制器的主要作用是把幅值和频率固定的工频380V或220V的正弦交流电转变成为幅值和频率可调的正弦波,并为整套设备提供电源。

   变频控制器具有IGBT保护、过流保护、过压保护、放电保护、进线保护等可靠的保护功能,保证试验人员和试品的安全。

   IGBT保护:当IGBT电流过大或过热时,CPU将停止工作,直到系统恢复正常。

   过压保护:是指当试验电压超过人为整定的保护电压(保护电压可根据不同试验电压需要任意设定)时,控制器自动跳闸,CPU停止工作,并提示系统发生过压保护。

   过流保护:是当CPU检测到母线工作电流超过IGBT工作电流或IGBT温度过高时,CPU会发生过流保护信号,装置停止工作,并通过液晶屏提示系统发生过流保护。

   放电保护:当试器击穿、短路或试品放电时,CPU停止工作,并切断主回路。

进线保护、低通滤波器:不仅可以在稳态下使放电或击穿电流小,而且使暂态(瞬时)电流的破坏减小,从而保证设备和人身的安全。

测量部分:试验人员可直接从变频控制器控制面板上读取输入电压、电流、当前工作频率、变频控制器输出电压、电流及试品上所加谐振电压信号。

参数

额定输入:380V、三相或220V、单相50Hz/60Hz

额定输出:0~400V或0~220V

频率分辨率:0.02Hz

输出波形:正弦波

输出频率:20-400Hz

额定容量:5KW、10KW、20KW、50KW、100KW、200KW、300KW、(其中5KW、10KW可采用单相电源供电)。

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