串聯(lián)諧振變壓器原理概述

一串聯(lián)諧振變壓器原理概述
目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電線替代原有的充油油紙絕緣的電力電線。但在交聯(lián)電線投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)施的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對XLPE交聯(lián)聚乙烯電線有不同程度的損害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電線發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電線的直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場強(qiáng)度可比電線絕緣的工作電場強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電線即使通過了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿，也會引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電線承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電線及電線接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電線進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來越受到人們的重視。
同時，各種大型變壓器的交流耐壓試驗(yàn)，火力及水力發(fā)電機(jī)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)也定期進(jìn)行。這些設(shè)施的試驗(yàn)要求的試驗(yàn)設(shè)施容量大，通常情況下采用諧振的辦法進(jìn)行試驗(yàn)，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進(jìn)行。等效工頻條件一般采用45-65Hz的頻率范圍，但很多試驗(yàn)單位要求50Hz試驗(yàn)電源對這類設(shè)施進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。
華天電力有限公司的串聯(lián)諧振變壓器主要用于10kV、35kV的交聯(lián)橡塑電力電線，66kV、110kV組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗(yàn)，還可通過相應(yīng)的設(shè)計(jì)擴(kuò)展成發(fā)電機(jī)或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗(yàn)。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)頻率（30～300Hz）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)施與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。由于電線的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場不易取得，因此一般都采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)施。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。初期多采用調(diào)感式串聯(lián)諧振設(shè)施（50Hz），但存在自己化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大多采用變頻諧振，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自己調(diào)諧、多重保護(hù)、以及降低噪音、靈活的組合方式、單件重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

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