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电缆谐振试验装置选配参考方案

发电机谐振试验装置选配参考方案

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BPCX-DL电缆耐压试验装置说明书	2014年04月13日	点击下载
BPCX-DL电缆耐压试验装置PDF说明书	2014年04月13日	点击下载

串联谐振装置容量选择

试验电流： I=2πfCU×10-3 (A)
串联谐振装置电源频率的选择(HZ)

1．发电机―――50HZ，取50HZ
2．变压器―――45~65HZ，取50HZ
3．GIS、开关、母线―――30~300HZ，取45HZ
4．电力电缆：30~300HZ，取35HZ

电压的选择(KV)
按照规程要求，确定最高试验电压。
电容量的选择(uf)
根据被试品最大电容量确定
串联谐振装置最大容量：P=UI×1.25 (KVA)

电缆交流耐压试验CVT串联谐振试验装置接线方法

① 变频电源	② 激励变	③ 电抗器
④ 电抗器	⑤ 分压器
⑥ 补偿电容	⑦ 试品电缆

发电机交流耐压试验CVT串联谐振试验装置接线方法

① 变频电源	② 激励变	③ 电抗器
④ 电抗器	⑤ 分压器
⑥ 补偿电容	⑦ 试品发电机

变压器交流耐压试验CVT串联谐振试验装置接线方法

① 变频电源	② 激励变	③ 电抗器
④ 电抗器	⑤ 分压器
⑥ 补偿电容	⑦ 试品变压器

串联谐振装置在电力系统应用中的优点

1、所需电源容量大大减小。串联谐振装置是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。
2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振装置中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/5-1/10。
3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。
4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流，击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。
5、不会出现任何恢复过电压。试品在串联谐振试验发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪落电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。

串联谐振装置遵循标准

GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验准》
DL/T849.6-2004 《电力设备专用测试仪器通用技术条件第6部分：高压谐振试验装置》
JB/T9641-1999《试验变压器》
GB10229《电抗器》
GB/T.311-1997《高压输变电设备的绝缘与配合》
DL/T846-2004 《高电压测试设备通用技术条件》
GB4793-1984 《电子测量仪器安全要求》
GB2900 《电工名词术语》
GB4208《外壳防护等级》
GB191《包装贮运标志》
GB/T16927-1997《高电压试验技术》

串联谐振装置通用注意事项

1.本串联谐振装置应由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读串联谐振装置使用说明书，并经反复操作训练。
2.操作人员应不少于2人。使用串联谐振装置进行试验时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。
3.为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本串联谐振装置说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。
4.各联接线不能接错，否则可导致串联谐振装置损坏
5.串联谐振装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全。

串联谐振产生的条件、电路及谐振模式

1、并联谐振和串联谐振产生的条件：在电阻、电容、电感串联电路中，出现电源、电压、电流同相位现象，叫做串联谐振，其特点是：电路呈纯电阻性，电源、电压和电流同相位，电抗X等于0，阻抗Z等于电阻R，此时电路的阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。谐振电压与原电压叠加，并联谐振：在电阻、电容、电感并联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象，叫做并联谐振，其特点是：并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率，谐振时，电路的总电流最小，而支路电流往往大于电路中的总电流，因此，并联谐振也叫电流谐振。

2、串联谐振电路：在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的。如果调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们相位相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。

3、串联谐振模式： 串联谐振分为DCM和CCM两种模式。一般都选择DCM模式，即选择 。串联谐振的好处在于可以实现开关管的零电流关断，这是唯一一种能实现零电流关断的拓朴，是真正意义上的软关断，无关断损耗。这对于IGBT来说有很大好处，可以不用去考虑IGBT的关断拖尾带来的关断损耗。单个串联谐振电源可以采用PFM方式，这种方式实现2kW以内；也可以使用初级两组件并联移相方案，可以实现几十千瓦功率输出的高压电源，串联谐振的缺点是电流峰值太大，使开关管承受较大压力，不利于电源的小型化。并联谐振与串联谐振相比最大优势是峰值电流较小。同时在短路情况下，整个回路就是对电感充放电，电流波形为三角波，因此可以在短路情况下很容易算出电感的值，再通过电感计算出电容的值，而且误差很小，对于设计来说这是至关重要的。并联谐振工作在CCM区，电流波形基本上是正弦。开关管是硬关断，零电压零电流开启，没有开启损耗。对于关断损耗，可以在开关管DS（CE）两端并联电容，使电流与电压的交汇点变低，减小关断损耗。

4、串联谐振回路及谐振回路的作用：串联谐振于某一频率的电路。常用的有LC，RC，变压器耦合和晶体振荡器等。震荡器的原理很简单，就是正反馈原理，LC决定震荡的频率，普通晶体震荡器的晶体可以等效一个Q值很高的电感，利用电容的充放电产生震荡。在逆变器电路中多用RC组成的多谐振荡器。也有用变压器反馈式的自激振荡回路。串联回路产生谐振时的电压波形。当电压方波作用于LC 串联回路时，方波的前后沿都会对LC 串联回路产生激励(即接收能量)，每次激励过后又会产生阻尼振荡(即损耗能量)，当输入电压波形的上升率dv/dt 值大于谐振回路波形(正弦波)的上升率时，电路就会产生激励；当输入电压波形的上升率dv/dt 值小于谐振回路波形的上升率时，电路就会产生阻尼。

串联谐振及并联谐振公式如下：

串联谐振时电路的阻抗虚部等于0，Z=R+jX，X=0，Z=R所以 I=U/Z=U/R
并联谐振时电路的导纳虚部等于0，Y=G+jB，B=0，Y=G=1/R，所以U=I/Y=IR1、谐振定义：电路中L、C 两组件之能量相等，当能量由电路中某一电抗组件释出时，且另一电抗组件必吸收相同之能量，即此两电抗组件间会产生一能量脉动。
2、电路欲产生谐振，必须具备有电感器L及电容器C 两组件。
3、谐振时其所对应之频率为谐振频率(resonance)，或称共振频率，以 f r 表示之。
4、串联谐振电路之条件如下：
当Q=Q ⇒ I2XL = I2 XC 也就是XL =XC 时，为R-L-C 串联电路产生谐振之条件。
5、无论是串联还是并联谐振，在谐振发生时，L、C之间都实现了完全的能量交换。即释放的磁能完全转换成电场能储存进电容；而在另一时刻电容放电，又转换成磁能由电感储存。
6、在串联谐振电路中，由于串联——L、C流过同一个电流，因此能量的交换以电压极性的变化进行；在并联电路中，L、C两端是同一个电压，故能量的转换表现为两个元件电流相位相反。
7、谐振时电感和电容还是两个元件，否则不能进行能量交换；但从等效阻抗的角度，是变成了一个元件：数值为零或无穷大的电阻。

谐振电路都有一个特点,容抗等于感抗,电路呈阻性那么就有ωL=1/ωC，因为LC都是有知条件,那么可以把谐振的频率点算出来品质因数Q=ωL/R,所谓品质因数如果为28,那么并联的谐振电路就是电流减少了28倍;如果是串联的谐振电路,那么就是电压增加了28倍.那么现在串联谐振点下的电压为施加的电压乘以品质因数如果已知条件告诉你的施加电压为峰值,那么就直接相乘;如果已知条件告诉你的施加电压为有效值,那么还需要将算出来的电压再乘以1.414得出峰值。

变频谐振装置装置说明  
该装置主要针对500kV及以下CT.GIS,220kV电缆.GIS的交流耐压试验设计制造。电抗器采用多四分开设计，既可满足高电压、小电流的设备试验条件要求，又能满足象220kV电缆这样的交流耐压试验要求，具有较宽的适用范围，是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。  
该装置主要由变频控制电源、励磁变压器、电抗器、电容分压器组成。  
串联谐振在电力系统中应用的优点：  
1．所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。  
2．设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/10-1/30。  
3．改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。  
4．防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流与击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。  
5．不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即刻熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。  

串联谐振特点

1. 串联谐振装置的调频及功率元件使用最先进的日本进口的优质元器件；
2. 充分利用公司现有资源，完全独立自主开发和设计及生产该设备的所有组成部分：变频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容补偿器和高精度电容分压器；
3. 串联谐振具备全自动（自动调谐、自动升压）、全手动（手动调谐、手动升压）以及半自动（自动调谐、手动升压及手动调谐、自动升压）的多种功能，可任意切换使用；
4.串联谐振装置具备试验电压、加压时间、报警电流整定、报警电压整定、频率范围、起始电压的设置；
5. 串联谐振装置具备放电保护功能，在试品发生闪络时，或其他原因造成的谐振回路突然失谐，变频控制电源立即自动快速切断输出，并显示保护类型和闪落电压值；
6. 测量显示输出电压、输出频率及加压时间、保护动作类型等相关信息，在试验完成时电压自动下降到零位；
7.大液晶全中文界面平台技术，全触摸屏操作,数据保存。

串联谐振是运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频控制器的输出频率，使回路电感L和试品C串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压。串联谐振利用调谐电感与负荷电容使之产生工频串联谐振，以获得工频试验电压的设备由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。

串联谐振特点对比并联谐振特点是：串联谐振电路呈纯电阻性，端电压和总电流同相，此时阻抗最小，电流最大，在电感和电容上可能产生比电源电压大很多倍的高电压，因此串联谐振也称电压谐振。而并联谐振的电路总阻抗最大，因而电路总电流变得最小，但对每一支路而言，其电流都可能比总电流大得多，因此电流谐振又称电流谐振。

在电力工程上，由于串联谐振会出现过电压、大电流，以致损坏电气设备，所以要避免串联谐振。并联谐振虽不会产生危及设备安全的谐振过电压，但每一支路会产生过电流。

（一）串联谐振和并联谐振区别一

从负载谐振方式划分，可以为并联逆变器和串联逆变器两大类型，下面列出串联逆变器和并联逆变器的主要技术特点及其比较：串联逆变器和并联逆变器的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联，后者是L、R和C并联。

串联逆变器的负载电路对电源呈现低阻抗，要求由电压源供电。因此，经整流和滤波的直流电源末端，必须并接大的滤波电容器。当逆变失败时，浪涌电流大，保护困难。并联逆变器的负载电路对电源呈现高阻抗，要求由电流源供电，需在直流电源末端串接大电抗器。但在逆变失败时，由于电流受大电抗限制，冲击不大，较易保护。

（二）串联谐振和并联谐振区别一

1、串联逆变器的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压一φ角。

并联逆变器的输入电流恒定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零以前进行，负载电流也总是越前于电压一φ角。这就是说，两者都是工作在容性负载状态。

2、串联逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管同时导通，造成电源短路，换流时，必须保证先关断，后开通。即应有一段时间(t)使所有晶闸管（其它电力电子器件）都处于关断状态。此时的杂散电感，即从直流端到器件的引线电感上产生的感生电势，可能使器件损坏，因而需要选择合适的器件的浪涌电压吸收电路。此外，在晶闸管关断期间，为确保负载电流连续，使晶闸管免受换流电容器上高电压的影响，必须在晶闸管两端反并联快速二极管。