串聯(lián)諧振裝置主要針對(duì)交聯(lián)電纜、水力發(fā)電機(jī)、主變、母線、GIS等的交流耐壓試驗(yàn),具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門(mén)及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。
該裝置主要由變頻控制電源、激勵(lì)變壓器、電抗器、電容分壓器、補(bǔ)償電容器(選配)組成。
串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn):
1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的,在整個(gè)系統(tǒng)中,電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分,因此,試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。
2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中,不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器,而且,諧振勵(lì)磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q,使得系統(tǒng)重量和體積大大減少,一般為普通試驗(yàn)裝置的1/10-1/30。
3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路,能改善輸出電壓的波形畸變,獲得很好的正弦波形,有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。
4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài),當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),電路立即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí),擊穿電流立即上升幾十倍,兩者相比,短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以,串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn),又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的隱患。
5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí),因失去諧振條件,高電壓也立即消失,電弧即刻熄滅,且恢復(fù)電壓的再建立過(guò)程很長(zhǎng),很容易在再次達(dá)到閃絡(luò)電壓前斷開(kāi)電源,這種電壓的恢復(fù)過(guò)程是一種能量積累的間歇振蕩過(guò)程,其過(guò)程長(zhǎng),而且,不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過(guò)電壓。
在電力系統(tǒng)測(cè)試中,串聯(lián)諧振試驗(yàn)常用于對(duì)高壓電纜、電機(jī)、變壓器等設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。這一方法依賴(lài)于電路中電感(L)和電容(C)之間的諧振效應(yīng),從而在較低的電源電壓下產(chǎn)生較高的試驗(yàn)電壓。但在實(shí)際操作過(guò)程中,有時(shí)會(huì)遇到無(wú)法找到諧振點(diǎn)的情況,這不僅影響測(cè)試效率,還可能造成資源浪費(fèi)。本文將探討串聯(lián)諧振找不到諧振點(diǎn)的原因,并通過(guò)具體案例說(shuō)明如何解決此類(lèi)問(wèn)題。
串聯(lián)諧振找不到諧振點(diǎn)的原因分析
串聯(lián)諧振試驗(yàn)中無(wú)法找到諧振點(diǎn),通常由以下原因造成:
參數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤:如果電感(L)和電容(C)的值計(jì)算有誤,或者設(shè)備的實(shí)際參數(shù)與理論值不符,就可能導(dǎo)致無(wú)法找到正確的諧振頻率。
設(shè)備故障:試驗(yàn)設(shè)備本身的故障也可能導(dǎo)致無(wú)法找到諧振點(diǎn),例如調(diào)頻電源、勵(lì)磁變壓器或諧振電抗器等出現(xiàn)問(wèn)題。
外部干擾:試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)存在較強(qiáng)的電磁干擾,尤其是高頻干擾,可能會(huì)影響諧振條件的形成。
連接問(wèn)題:電纜連接不當(dāng)或接觸不良,導(dǎo)致試驗(yàn)回路中的電感或電容發(fā)生變化,影響諧振點(diǎn)的確定。
負(fù)載特性:被試品的特性,如非線性電容或電感,也可能導(dǎo)致諧振點(diǎn)難以確定。
案例介紹
某電力公司在對(duì)一條新鋪設(shè)的高壓電纜進(jìn)行串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)時(shí)遇到了難題。盡管多次調(diào)整了試驗(yàn)頻率,卻始終未能找到預(yù)期的諧振點(diǎn),導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。
案例分析與解決方法
為了找出問(wèn)題所在,技術(shù)人員進(jìn)行了如下步驟的排查:
復(fù)核參數(shù):首先,復(fù)核了電纜及其他設(shè)備的參數(shù)是否準(zhǔn)確。通過(guò)查閱電纜的技術(shù)手冊(cè),并使用高精度的電容表重新測(cè)量電纜的電容量,發(fā)現(xiàn)電纜的實(shí)際電容比原先估計(jì)的要大,這意味著原來(lái)的諧振頻率計(jì)算偏低。
檢查設(shè)備:接下來(lái),檢查了所有試驗(yàn)設(shè)備的狀態(tài),確保調(diào)頻電源、勵(lì)磁變壓器、諧振電抗器等都處于良好工作狀態(tài)。通過(guò)替換備用設(shè)備進(jìn)行測(cè)試,排除了設(shè)備故障的可能性。
屏蔽干擾:考慮到試驗(yàn)場(chǎng)地附近存在較多的電磁干擾源,如高壓線路和變電站,技術(shù)人員增加了屏蔽措施,減少了干擾的影響。
檢查連接:重新檢查了電纜和試驗(yàn)設(shè)備之間的連接,確保所有的接頭牢固并且沒(méi)有松動(dòng)。同時(shí),使用萬(wàn)用表檢測(cè)連接點(diǎn)的導(dǎo)通性,確保沒(méi)有虛接或斷開(kāi)。
調(diào)整試驗(yàn)策略:鑒于電纜的實(shí)際電容值大于預(yù)期,調(diào)整了試驗(yàn)策略,重新計(jì)算了諧振頻率,并相應(yīng)調(diào)整了試驗(yàn)設(shè)備的設(shè)置。
解決方案
通過(guò)上述排查,最終發(fā)現(xiàn)是由于電纜實(shí)際電容值與預(yù)估值之間的差異導(dǎo)致了無(wú)法找到諧振點(diǎn)。調(diào)整了諧振頻率之后,試驗(yàn)成功找到了諧振點(diǎn),并完成了對(duì)電纜的耐壓試驗(yàn)。
結(jié)論
在進(jìn)行串聯(lián)諧振試驗(yàn)時(shí),找不到諧振點(diǎn)可能是由多種因素造成的。面對(duì)這種情況,應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)地檢查各個(gè)環(huán)節(jié),包括參數(shù)計(jì)算、設(shè)備狀態(tài)、外部干擾以及連接情況。通過(guò)科學(xué)的方法和細(xì)致的排查,可以有效地解決問(wèn)題,確保試驗(yàn)順利進(jìn)行。對(duì)于復(fù)雜的試驗(yàn),建議在開(kāi)始之前進(jìn)行全面的準(zhǔn)備工作,包括參數(shù)驗(yàn)證和環(huán)境評(píng)估,以減少試驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的不確定性。
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