串联谐振在大型发电机流耐压试验中的应用

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1、5handon$Indu乱nalTeBhn0IO2013年山东工业技术第11期串联谐振在大型发电机流耐压试验中的应用闰文华(中国水利水电第五工程局有限公司，I~111I成都610225)【摘要】本文详细介绍了串联谐振原理，并以锦屏二级水电站为例，着重介绍了串联谐振装置在发电机定子耐压试验中的应用。【关键词】谐振原理；大型发电机定子；交流耐压试验0引言激励变的输出容量为S=U·I=UI：PR交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度的最严格、最有效和最直因此，品质因数：接的试验方法之一．也是确保设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。，

2、)一Sc}：!：交流耐压试验虽对发现绝缘缺陷有效，但受试验条件限制。、sR∞CxRR600MW以上水轮发电机耐压试验因电容电流较大(2．0～2．so．r)．目前因为wL>>R，故>l_这样的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍。在工频条件下．由于由此可见．适当地设计回路的品质因数值．则谐振系统可在被试被试品电容量较大．或者试验电压要求较高．对试验装置的电源容量品cx上获得Q倍输入电源的容量。串联电路的谐振频率是由电路自相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置(交流耐压试验变压器)身参数L、c决定的与外部条件无关，故又称电路的固有频

3、率。当电源往往单件体积大、重量重、不便于现场搬运。而且不便于任意组合。灵频率一定时．可以调节电路参数L或c，使电路固有频率与电源频率活性较差。相比。串联谐振试验装置(体积与重量约为传统试验变压器一致而发生谐振：在电路参数一定时，可以改变电源频率使之与电路的1／41／5)体积小、重量轻、易搬动，而且是分件式设计，便于根据现固有频率一致而发生谐振场需求灵活配置电抗器的个数大大降低了劳动强度。提高工作效率。1．2串联谐振的品质因数：串联谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业．适用于大串联电路谐振时，其电抗x(mo)：0，所以

4、电路的复阻抗：容量。高电压的电容性试晶的交接和预防性试验。．Z(∞o)=R1串联谐振原理介绍呈现为一个纯电阻，而且阻抗为最小值。谐振时，虽然电抗X=X~-Xc=0，但感抗与容抗均不为零，只是二者相等。我们称谐振时的感抗1．1谐振原理或容抗为串联谐振电路的特性阻抗，记为p，即：谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊1r广现象。首先，我们来分析RLC串联电路发生谐振的条件和谐振时电路p=tooL=亩、／的特性。P的单位为欧姆，它是一个由电路参数L、C决定的量。与频率无关工程上常用特性阻抗与电阻的比值来表征谐振电路

5、的性能，并称此比值为串联电路的品质因数，用Q表示．即：e一．iD、：k：k：∞qCR：R、、／C品质因数又称共振系数，有时简称为9值。它是由电路参数R、L、c共同决定的一个无量纲的量撼-一照磨盘盛蓐L一-电垃錾电毒=++。3)串联谐振时的电压关系a—麓馥●屯寡船～霄蓐撼馥耗电但图1谐振原理图图2回路向量图谐振时各元件的电压分别为U=R10=串联谐振系统又分调感型谐振及调频型谐振，这两种谐振实现谐振的方式不同，调感型是通过调节电感使试验回路产生谐振，而调频U‘=j％LI‘∞。oIj嗥L==jQU型是通过调节试验频率使试验回路产生谐

6、振，但结果却是一致的，即在输入小容量的电源在被试品上能获得需要的大容量的输出。谐振原理图如图1所示。m。Qs由图2可见，当lIl，即I_=∞工时，=啦，则即谐振时电感电压和电容电压有效值相等．均为外施电压的Q倍，但电感电压超前外施电压9Oo．电容电压落后外施电压900．总的电=一c抗电压为o。而电阻电压和外施电压相等且同相．外施电压全部加在电阻R上．电阻上的电压达到了最大值U+=0，此时回路达到谐振状态，达到此状态的方法有两种，在电路Q值较高时．电感电压和电容电压的数值都将远大于外一种是调节电感L，称为工频谐振；一种是调节频率f

7、，称为变频谐振。施电压的值．所以串联谐振又称电压谐振这样针对绕组式的被试品如发电机的定子绕组和变压器高低压谐振试验装置采用调整电感或频率的方式来调谐，可方便、准确绕组，根据国家标准采用工频谐振做工频耐压试验；针对电缆、开关和的找到谐振点．从而可以达到308O的高品质因数．使得系统轻巧简GIS等试品．可采用变频谐振做耐压试验。便；在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验在谐振状态时，则有u=u值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就可在试品cx上产生较高的试验电压。而谐振固有的滤波效应使得系统输出的波形完美和此

8、时1I_Ivcl=I‘1‘∞‘L谐。1-3谐振升压装置组成被试品c上获得的容量s。=P·—谐振升压装置由谐振操作台、激励变压器、电动调压器、可调电抗甜L器、固定电抗器、分压器和硅堆组成。电抗器L上获得的容量＆=

9、『2．eaL作者简介：闫文华(1983～)，男，助