串谐培训资料【可编辑范本】.doc

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1、串 谐 培训 资 料一、串联谐振定义：在含有电阻、电感、电容元件串联的交流电路中，当电路电流与电源电压同相时，则称电路发生了谐振,因元件相互串联,故称为串联谐振。二、串联谐振电路分析：LUCIRUCULUR回路电流I=由定义可知,电路发生谐振时,电路电流与电源电压U同相。而又由电工基础可知，交流电路只有在纯阻性负载时，电压才与电流同相。则说明：电路谐振时，回路阻抗Z=，即:XL= C电路中：IU/R=/2fL=c2fC =URR UL=R*XL UC=U/R*XC XLXCU=UR.UC.ULI电路中电流电压相量图:.三、串联谐振的特点及品质因数：当电路发生谐振时，电路阻抗达到最小值且呈纯阻性

2、。电源电压U一定时，电路电流I达最大值,且是纯阻性电流，电源电压全部加在电阻两端.电流I在XL、X上的压降UL、U大小相等,方向相反.其值为:L UC=由上可见，试品(或电抗器）上的电压远高于电源电压,所以串联谐振也称电压谐振其电压值为电源电压的XC/(X)倍，工程上常使用这个比值来表征谐振电路的性能，并称此比值为串联电路的品质因数,用表示.品质因数又称共振系数，有时简称为值。它是由电路参数R、C共同决定的一个无量纲的量。正是因为Q值的存在,使得利用串联谐振试验时可利用较小的励磁容量及电源容量即可获得很大的试验容量,从而完成利用试验变压器难以完成的大容量试品的试验,这就是串联谐振的最大优势.四

3、、串联谐振产生的条件：电路串联谐振的条件：LXC 即fL=1/2fC为使电路能达到谐振,可采取以下措施:1、 改变电源频率，使电路满足XLXC。f =目前,在试验现场的串联谐振交流耐压装置大多都是调频型式的串联谐振交流耐压装置。调频谐振就是将电源频率调至与电路的固有频率相同时，电路就发生串联谐振。其频率:12LCf = 由此可知，串联电路的谐振频率f是由电路自身参数L、C决定的,与外部条件无关。2、改变电路电感量,使电路满足XL=XC.调节电路电感量使电路谐振,通常需配置具有电感可调的电抗器,但调感电抗器设备笨重、机械结构复杂、运行噪声大等一系列缺点,现场也较少使用。3、改变电路电容量,使电路

4、满足XL=XC现场试验时，试品电容量为一定值,难以改变,所以通常不采用调节电容量使电路达到谐振。在调频式串联谐振耐压设备中，仅在因谐振频率不能满足试验要求时采用补偿电容器使谐振频率达到要求范围的辅助调节作用。五、变频式串联谐振耐压装置的特点:1、设备体积小，重量轻,便于人工搬运及现场使用。试验容量大,所需电源容量小,且减小试验容量，能够完成一些传统试验方法无法完成的试验。、试验电压波形好,正弦度高谐振电路本身是一个良好的低通滤波电路，能够输出波形非常好的正弦波电压,波形失真度非常小。2、 安全,对试品危害小.试验中如试品击穿,则谐振条件破坏,试验电压迅速下降，电流减小,放电能量减小,不会产生过

5、电压,因而不会因反复放电扩大故障点,有利于保护试品.六、变频式串谐交流耐压原理接线及实物图:ULUCCXUIRC1CC2CTLT控制箱变频电源BPD电源输入三相380V或单相220VVAP：变频电源 T:励磁变压器 CX：试品等效电容 C1C2：电容分压器：补偿电容器 :谐振电抗器 R：试验回路等效电阻U:励磁变电压 :电抗器电压 UC:试品电压 I：试验回路电流CT:电流取样变频式串联谐振装置中:试验容量: PS=UIUL*IL=PC=C励磁容量: PT= PS/串谐设备实物图：励磁变压器变频源电抗器 分压器七、关于电抗器运行时限的郑重说明：实际应用中的任何高压谐振电抗器在通以电流后都将不可

6、避免的产生热量,都应谨防导致不可恢复的损坏!基于产品成本的经济性、用户使用的方便性等各种因素的考虑,实际制造的高压谐振电抗器其极限热容量总是在一定的有限范围内，因而在一定的散热条件下,其运行时限或工作制总是有限的,超时运行将导致电抗器损坏或严重缩短使用寿命。我公司生产的无轭铁心结构真空环氧浇注高压谐振电抗器，具有体积小、重量轻、容量大等特点，但却同时不可避免的面临散热不良的矛盾。由于实际使用环境下多为空气自然冷却方式，散热效率低，因而在短时间内该结构电抗器可近似认为是一种绝热结构，冷态使用发热后至再次完全冷却,至少需48小时。用户使用时务必小心，严禁超时限长时间连续使用，避免电抗器过热损坏！关

7、于电抗器运行时间电抗器铭牌或使用说明书中指明的工作制(或运行时限)，一般指环境温度40度条件下，产品满负载（额定最大负载电容）、满电压(额定最高工作电压，参铭牌)UN时的额定最长单次工作时间，此时，谐振频率达到额定最低工作频率fN(参铭牌),电流达到额定值N现场试验时，通常情况下未必恰好满负载满电压工作,这样电抗器实际可工作时间就可能远超过,而取决于试验时实际的谐振频率f和试验电压U，此时实际可连续运行时间T可参照下式计算:f2*UN2t=T*fN2*U2当所用电抗器无法满足试验要求时,切不可盲目行事，继续加压试验!务必另行采取措施:、更换冷态电抗器继续试验 2、待电抗器充分冷却后再进行试验。

8、3、购买更多的电抗器作冗余冷备用 、购买或更换更大容量的试验设备作冗余热备用八、电气设备交流耐压试验的频率要求：1、发电机发电机交流耐压试验时,试验频率在501HZ2、变压器 变压器交流耐压试验时，试验频率在4-65H变压器在感应耐压试验时,试验频率大于100HZ小于40HZ3、GIS气体绝缘金属封闭电器 GIS交流耐压试验时交流电压频率一般应采用50H，当条件不允许时，也可采用10-0HZ。4、电力电缆电力电缆交流耐压试验时，交流电压频率一般应采用10-30HZ。、互感器互感器交流耐压试验时，交流电压频率在 565Z。电压互感器在感应耐压试验时,试验频率大于10H 小于400H(D/T74-

9、206）九、试验设备的配置(以例题说明):例题1:宽频3300Hz范围计算.（以下列参数设备为例,只用于掌握计算方法，用户设备具体参数见设备铭牌):电抗器规格参数：26kV A 3230z 60mi励磁变参数：V 1.56kV* 3-00试验任务：60米185m226/5k交联电缆交流耐压试验1、 确定电缆参数,00米185 mm2/3交联电缆。2、 确定试验电压.查规程得试验电压为2U0即22kV=52kV 60。3、 根据电抗器额定电压应大于或等于试验电压，选择两节电抗器串联(即满足26kV*22kV）.4、 查表,查得电缆电容量为0。163.60097F.5、 初算试验电流:=C=52*

10、.82*00978100=1。02A(式中频率用电抗器额定频率32Hz）6、 选择两柱电抗器并联(即满足*212A）。7、 根据电感、电容计算试验频率: f= 1(2) =/(。28*1。32/2*。978/100000)=4。8z8、 频率4483满足3-00Hz要求。验算试验电流：I=526。*44。30。0970=1。43A（式中频率代入实际谐振频率)9、 再次确认电抗器额定电流大于1。3(1*2143A)。10、根据试验电流大小，选择励磁变高压绕组接线方式.因励磁变高压每绕组电流为1。1。56=0。96。1.4/。96=。9柱。选择励磁变高压绕组为两串两并接线方式（即中压接线方式）结论

11、:电抗器采用四节两串两并接线,励磁变高压绕组采用两串两并接线方式.例题2:工频45H范围计算。（以下列参数设备为例,只用于掌握计算方法,用户设备具体参数见设备铭牌):电抗器规格参数:3 4500Hz 15n励磁变参数:8kVA 2.47kV4 45-300z试验任务：11kV50000VA变压器高压侧中性点交流耐压试验。1、确定变压器参数：500kVA 110/0。5kV 中性点电压:35kV Yn,d112、确定试验电压。查规程(按出厂试验的80%)得试验电压为68kV1in。、根据电抗器额定电压应大于或等于试验电压,选择两节电抗器串联(即满足7k268V)。4、查表,查得变压器高压侧电容量

12、为0。14F。5、初算试验电流：=UC=8*6。28*45*0.01/1000。23A（式中频率用电抗器额定频率4Hz)6、 选择单柱电抗器 (即满足1A*1.273).7、 根据电感、电容计算试验频率: /(C） =（6.2830.8*0.42/10000)=2.z8、试验频率82。6HZ不满足4565H要求,必采取措施将频率降到5-65H根据频率计算公式，可采用增大电感或电容的方式,现以增加电感方式说明9、根据增加电抗器串联的台数，可增大电感量。现为满足频率要求,计划加两台电抗器即四台电抗器串联.10、再次根据电感、电容计算试验频率：f 1/（2L） =1(6。28130.8*0。4200

13、000)=58.4z11、频率58。4H满足65Hz要求。验算试验电流：I*6。28*58。*0.0421000=.5A（式中频率代入实际谐振频率)12、再次确认电抗器额定电流大于0。355(1A0。5）。13、根据试验电流大小,选择励磁变高压绕组接线方式。因励磁变高压每绕组电流为/247=0.1A。0.3/0。81=0.44柱。选择励磁变高压绕组为四串接线方式(即高压接线方式,若试验Q值较高，为防止升降压速度过快，也可考虑采用两串两并接线方式)。结论:电抗器采用四节串联接线，励磁变高压绕组采用四串（或两串两并）接线方式。十、采用变频式串联谐振试验装置的注意事项：1、电源电压和频率要求稳定,避

14、免用电阻器调压;2、试验电压直接在被试品两端测量;3、试验电压大于单个电抗器额定电压时,务必多个电抗器串联,相关电抗器底部必须加专用绝缘底座.4、不同型号规格的电抗器之间不能简单的进行混合并联或串联5、电抗器连接时,应使用专配的连接线，保证电抗器间足够的距离以尽量减小互感的影响。6、电抗器使用时，应移除其周围的金属物体,并应绝对避免直接将电抗器放置在钢板、铜板等较大面积金属导体上使用，否则因涡流引起的发热将导致系统有功输入的增加,将严重影响试验值，甚至使试验电压达不到预期试验值。7、电压较高试验时,高压引线应采用扩径导线,否则较细的导线发生电晕时将严重影响Q值,可能使试验电压不能升到预期试验值

15、。8、分压器本体与其高度相等的范围内应无其它物体，高压引线与分压器本体的夹角不小于90度,且应拉直绷紧,不拖搭,并与四周物体保持足够的绝缘距离。9、进行试验时,重要的磁记录设备或物体(如磁条记录卡、银行储蓄卡等）应远离试验现场的电抗器,否则容易导致破坏或数据丢失。0、应用专配接地线将各需接地部件连接,使得其中仅一点接到接地母线.特别注意控制箱、励磁变、分压器的接地端至地线组的O点应尽可能短,不要任意延长接地线的长度.为减小电抗器漏磁的干扰，应将接地线组与高压取样信号线尽可能的并行放置,布线要集中不分散,且远离电抗器，绝对避免接地线组和高压取样信号线穿梭于电抗器间！11、对于纯瓷绝缘子等纯高阻性

16、设备,不适合采用串联谐振的试验方法。（附) 变压器电容量35 kV变压器电容量(pF） 试品容量(VA）16000000020031500310高压-低压、地96893102010低压-高压、地650667190170035 kV变压器电容量（F） 试品容量（VA)500010008000高压低压、地196966444低压-高压、地2208000295 干式变压器电容量（p)试品容量(KVA）00400010001000高压-低压、地15215061580低压-高压、地00（10V）4206k变压器电容量(pF)试品容量(KVA）630200031506300801600高压-低压、地2004

17、10046900700820低压-高压、地42000010000100530066kV变压器电容量（pF）试品容量(KVA）16000高压-低压、地8200低压-高压、地500 110/1066 V气体变压器电容量(p) 试品容量（KV)000高压-中、低、地0中压-高、低、地100低压高、中、地15000110 kV变压器电容量(F） 试品容量(KVA）500350000010000500高压-中、低、地14200114008700615020中压-高、低、地48001180010600低压-高、中、地1300130000046800110 k变压器电容量(F)试品容量(KVA)630020

18、00高压-中、低、地143601320中压-高、低、地2182850低压-高、中、地22062722 kV变压器电容量(pF)试品容量(KVA)SEPSL-000PSL20000SL-240000SFSZL-100高压-中、低、地11001300705038中压-高、低、地185019002360326低压-高、中、地182002360994021220kV变压器电容量（F）试品容量(VA）SFPL2400SP6000OSPSG-1800(自耦变压器)高压-中、低、地 220 9 32290中压-高、低、地低压高、中、地 247 2370 1944020 kV变压器电容量（pF）试品容量（K）

19、120000高压-中、低、地中压-高、低、地低压-高、中、地20(附） GI的电容量和试验电压额定电压kV 10 22 500每相对地电容pF6090/间隔00间隔001400/间隔试验电压 V 16/4 /68 5442三相对地电容pF 000/间隔注：斜杠上下为不同绝缘水平取值,以标书、技术条件为准。(附) 交联聚乙烯电缆单位长度电容量电缆导体截面积mm2电 容(F/km)YJV YJLVYJV JLY YJVJV YJLVJV YJV6/6V 6/10kV8。/10(15)kV12/3k21/3V35kV50.212。1730。15250.2370。1920。166.180。114270

20、。2170。70。1310.125950.300。40。60。430.112037。210.2230。53.410。350240。241。40.38。38803070.2670。80.6320。40。3390。210。194。176300.4730。370。31.2110.90400。310。4180.3520。231。2900。6030.48。880.2540。2360006670。4700.416.87。256电缆导体截面积mm2电 容（/k)JV JLVY YJLV/0kV128/220k200。129300013910.18500.690.124630。88。138000。2140。151000.2310。172100。2420。171400.2。10600。2.818000。2840。20720000。2960。2152200.22125000.22