【端懿電氣】變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置工作原理及組成

更新時(shí)間：2019-04-06

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變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是進(jìn)行各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發(fā)電機(jī)及其它容性設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)的*設(shè)備。作為一個(gè)合格的電力工程師，我們必須知道該設(shè)備的其工作原理及組成。

變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置工作原理：

高壓電抗器③可并、可串接使用，以保證回路在適當(dāng)?shù)念l率下諧振。通過變頻控制器①提供電源，試驗(yàn)電壓由勵(lì)磁變壓器②經(jīng)過初步升壓后，使高電壓加在高壓電抗器③和試品⑥上，通過改變變頻控器的輸出頻率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)；調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓幅度值，使試品上的高壓達(dá)到合適的電壓值。回路的諧振頻率取決于與被試品串聯(lián)的電抗器的電感L和試品的電容Cx，諧振頻率f=1/（2π√LCx）。

變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置組成：

1、變頻控制器

變頻控制器從結(jié)構(gòu)上分為兩大類：50kW及以上為控制臺式，50kW以下為便攜箱式；它是由控制器和濾波器組成。在系統(tǒng)中變頻控制器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉(zhuǎn)變成為幅值和頻率可調(diào)的正弦波，并為整套設(shè)備提供電源。

變頻控制器具有IGBT保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、放電保護(hù)、進(jìn)線保護(hù)等可靠的保護(hù)功能，保證試驗(yàn)人員和試品的安全。

IGBT保護(hù)：當(dāng)IGBT電流過大或過熱時(shí)，CPU將停止工作，直到系統(tǒng)恢復(fù)正常。

過壓保護(hù)：是指當(dāng)試驗(yàn)電壓超過人為整定的保護(hù)電壓（保護(hù)電壓可根據(jù)不同試驗(yàn)電壓需要任意設(shè)定）時(shí)，控制器自動跳閘，CPU停止工作，并提示系統(tǒng)發(fā)生過壓保護(hù)。

過流保護(hù)：是當(dāng)CPU檢測到母線工作電流超過IGBT工作電流或IGBT溫度過高時(shí)，CPU會發(fā)生過流保護(hù)信號，裝置停止工作，并通過液晶屏提示系統(tǒng)發(fā)生過流保護(hù)。

放電保護(hù)：當(dāng)試器擊穿、短路或試品放電時(shí)，CPU停止工作，并切斷主回路。

進(jìn)線保護(hù)、低通濾波器：不僅可以在穩(wěn)態(tài)下使放電或擊穿電流小，而且使暫態(tài)（瞬時(shí)）電流的破壞減小，從而保證設(shè)備和人身的安全。

測量部分：試驗(yàn)人員可直接從變頻控制器控制面板上讀取輸入電壓、電流、當(dāng)前工作頻率、變頻控制器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓和電流信號。

參數(shù)

額定輸入：380V、三相或220V、單相50Hz/60Hz

額定輸出：0～400V或0～220V

頻率分辨率：0.02Hz

輸出波形：正弦波

輸出頻率：20-350Hz

額定容量：5KW、10KW、20KW、50KW、100KW、200KW、300KW、（其中5KW、10KW，15KW可采用單相電源供電）。

2、勵(lì)磁變壓器

勵(lì)磁變壓器的作用是將變頻電源的輸出電壓升到合適的試驗(yàn)電壓，滿足電抗器、負(fù)載在一不定期品質(zhì)因數(shù)下試驗(yàn)電壓的要求（勵(lì)磁變壓器的容量一般與變頻控制器相同）。為了滿足不同電壓等級、不同容量試品的試驗(yàn)要求，勵(lì)磁變壓器高壓繞組一般有多個(gè)抽頭。

3、高壓電抗器

高壓電抗器L是諧振回路的重要部件，當(dāng)電源頻率等于1/（2π√LCx）時(shí)，它與被試品Cx發(fā)生串聯(lián)諧振；電抗器的性能直接影響到系統(tǒng)Q值的大小。

4、高壓分壓器

高壓分壓器是高電壓測試器件，它由高壓臂C1和低壓臂C2組成，測量信號從低壓臂C2上引出，作為高壓電測量和保護(hù)信號。

決定系統(tǒng)配置參數(shù)的因素：

系統(tǒng)諧振電壓等級和容量取決于試品的電容量C，試驗(yàn)電壓U試驗(yàn)頻率f。

1）對于交聯(lián)聚乙烯電纜決定系統(tǒng)配置的主要是：電纜的電壓等級、電纜的截面積、試驗(yàn)電纜的長度及電纜要求的諧振頻率范圍。

2）對于GIS決定系統(tǒng)配置的因素為：GIS的電壓等級、GIS的間隔數(shù)和每個(gè)間隔的電容量C，GIS允許的試驗(yàn)頻率范圍。

3）對于變壓器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備，系統(tǒng)的配置取決于試品的容量試驗(yàn)電壓、試品的等效電容量C、要求的諧振頻率和試品的空載損耗的大小。

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