串联谐振讲义

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1、串联谐振讲义前言：随着国家电网的日益发展，被试设备的电压等级越来越高，容量越来越大。早先的交流升压变压器由于设备体积大，设备重量重，不能满足现代试验------体积小、重量轻、操作简单、兼容性强的特点。所以串联谐振这种技术在迅速的推广及应用。一．工作原理串联谐振原理图上图可以把它简单的替换成1个RLC串联回路等效图当RLC电路产生谐振时，XL=XCUC=UXL/R=UXC/R此时的谐振频率为f=1/2∏(√LC),在C上将产生很高的电压UC=QUe式中Ue为电源输入电压，Q是品质因数。即在被试品上获得的电压是电源输入电压的Q倍。串联谐振的优点：利用额定电压较低的电源，通过谐

2、振（谐振条件XL=XC）可以在被试品上获得较高的输出电压。此电路形成1个良好的滤波电路，故输出电压UC是1个良好的正弦波电压。当试品击穿失去谐振，高低压电流自动减小，不会扩大被试品的故障点。一．常用计算公式1.输入功率P=UIcosф谐振时，负载为纯阻性cosф=1，P=UI2.输出功率PC=UCI=QUeI=QPe3.谐振电流I=2∏fCUC4.试品电容C=1/(2∏f)2L5.回路电感L=1/(2∏f)2C6.谐振频率f=1/2∏(√LC)7.电抗器电流IL=UL/XL=UL/2∏FL8.品质因数Q=UC/Ue注：Ue励磁变输出电压，UC被试品两端电压。一．设备熟悉串联

3、谐振设备由5个部件组成，分别是电抗器、励磁变、变频控制箱、分压器、负载补偿电容器。1.电抗器1.1牢记6种铭牌标称例：F-DK18/2.8额定电压：18kv额定电流：2.8A工时制：15分钟额定电感量:23H工作频率：45—300Hz最大负载0.55чf上述的铭牌标称即为此电抗器的极限值，请勿擅自超越。超过极限将可能造成人身及设备事故。1.2使用注意事项a.电抗器放置必须与周围物件保持一定安全距离。b.电抗器放置过程中严禁放置在铁板上，因为放置在铁板上将产生涡流，影响谐振试验。c.电抗器串联平铺放置式使用时，第1节电抗器可直接放置在地上（输入电压低通常才几千伏，并且随设备配

4、置了可拖地的高压引线不存在高压危险），第2节电抗器必须在底部放置转配绝缘筒。因为此时在第2节电抗器的低压端将产生第1节电抗器高压端输出的电压，根据电抗器型号不同，变频电源输出电压不同产生的高压通常都在几万伏。1.竖直放置式负载补偿电容器250kV分压器37kV电抗器六串励磁变压器2.平铺放置式2.励磁变压器1．输出接线柱——励磁变输出高端，连接至电抗器低压端。2．电流取样输出插座——用专配电缆线连接至控制箱的电流取样输入插座，用于试品电流测量。3．接地接线柱E——励磁变输出低端，用专配接地线组接大地。4．变频输入插座——五芯快速卡口联接插座，用专配电缆线连接至控制箱的变频输

5、出插座。5．常用励磁变的输出有三个绕组，应用接线柱上的两块金属连接片，可将输出绕组构成两种连接方式：图3励磁变面板图串联：试验电压较高时，励磁变输出绕组串联联接，励磁变可输出较高电压但输出电流较小。并联：试验电压较低时，励磁变输出绕组并联联接，励磁变输出电压较低但可输出较大电流。如励磁变输出为四个绕组时，可构成四并、二并二串及四串的三种连接方式。注：试验接线时，应严格区分副边绕组的输出高端与接地端，请依据面板提示接线！3.变频控制箱1.多功能LCD显示器2.指针电流表3.指针电压表4.过压整定拨盘开关5.功能旋钮6.调频旋钮7.调压旋钮8RS-232接口.9.红色带灯按钮1

6、0.绿色带灯按钮11.电源开关12电源输入插座13.变频输出插座14.电流取样输入插座15.高压取样输入插座16.接地端子4．电容分压器1．高压端——与被试品高压端（或电抗器高压端）相连。2．测量输出插座——采用专配的测量电缆与控制箱电压测量输入端连接。3．接地端子——采用专配接地线按接线图指示接地。注：分压器与控制箱为专配专用，不得与其它设备换用。5.负载补偿电容器负载补偿电容器如图6所示。1．高压端——额定电压较高，但对地端电容量较小。2．中压端——额定电压较低，但对地端电容量较大。对某些型号配备。3．接地端——用专配接地线组接地。当被试品电容量较小（如试验电缆较短）时

7、，在试品两端并联此负载补偿电容器，使谐振频率在允许的范围内。单独使用此补偿电容器即可使系统谐振升压，用于检验设备的完好与否或对试验人员进行操作培训。图6负载补偿电容器当电抗器是单台或多台并联时，使用2—3端连接。当电抗器是多台串联时，使用1—3端连接。注：严禁超过额定电压使用!一．电抗器的组配串联谐振设备主要运用于被试品主绝缘耐压。其中根据两种不同形式的试验，对电抗器的配置要求也不相同。1.对于频率没有特殊要求的试验如：电缆试验、高压开关、隔离刀闸、GIS组合电器等。配置步骤：a根据试验标准选择试验电压，并根据试验