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串聯(lián)諧振

發(fā)布日期：2019-05-17　點(diǎn)擊：1435次

高壓電抗器在高壓配電系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，常見的電抗器有兩種：串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器。其中的串聯(lián)電抗器也可以稱作限流電抗器，主要是針對發(fā)生故障的系統(tǒng)進(jìn)行限制電流作用的高壓電抗器。在高壓電抗器的運(yùn)行過程中，常會出現(xiàn)一些像絕緣、漏磁和振動(dòng)等問題而促使產(chǎn)生局部放電的問題，從而致使絕緣遭到破壞。所以，對于局部放電問題的試驗(yàn)則變得十分的重要。但在進(jìn)行局部放電試驗(yàn)的過程中選擇試驗(yàn)方式十分重要，普通的高壓試驗(yàn)時(shí)因其設(shè)備的體積大、重量大等問題不常被使用，所以在進(jìn)行局部放電試驗(yàn)中，串聯(lián)諧振試驗(yàn)被廣泛的應(yīng)用。 

一、串聯(lián)諧振試驗(yàn)的具體原理

串聯(lián)諧振試驗(yàn)中，主要是由四部分組成，電容分壓器，電抗器和勵(lì)磁變壓器及變頻電源等組成。將被檢物件的電容與電抗器組成串聯(lián)的形式，并與電壓器形成并聯(lián)形式，來檢測被檢物件的諧振電壓，通過回路產(chǎn)生諧振。通過勵(lì)磁變壓器和被檢物件之間的電壓倍數(shù)關(guān)系可以確定電壓諧振的倍數(shù)，通常被檢物件的電壓是勵(lì)磁變壓器的N倍。先后通過對變頻電源的調(diào)節(jié)來確定能夠形成串聯(lián)諧振的電源輸出頻率和電壓。 

二、串聯(lián)諧振回路形成的條件 

在串聯(lián)電路當(dāng)中，當(dāng)容抗和感抗相等時(shí)，在正弦激勵(lì)下，串聯(lián)電路中的電壓和電流能夠?qū)崿F(xiàn)相位相同，促使串聯(lián)諧振形成回路。而因?yàn)殡妷汉碗娏鞯南辔幌嗤?，也就使電抗?shù)值為零，以此可以通過運(yùn)算得出諧振角的頻率值，在通過諧振角的頻率值與串聯(lián)諧振回路的諧振頻率之間的關(guān)系可以求出串聯(lián)諧振回路中的諧振頻率。串聯(lián)諧振回路中的諧振頻率不受電阻的影響而發(fā)生改變，它主要是受到電阻抗和電容的影響。在每一個(gè)串聯(lián)諧振回路中都會有一個(gè)諧振頻率，而不是每一個(gè)串聯(lián)諧振回路的諧振頻率都是相等的。而電路能夠產(chǎn)生串聯(lián)諧振回路的一個(gè)主要原因，也是因?yàn)橥饧拥碾娫搭l率與串聯(lián)諧振回路的諧振頻率是相等的。 

在這個(gè)串聯(lián)諧振回路的試驗(yàn)中，需要按著技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，其中對于試驗(yàn)電壓，諧振波形以及電源都有明確要求。試驗(yàn)電壓需要是在1000kV以內(nèi)，電流在10A以內(nèi)，頻率在20到300Hz之間，以及串聯(lián)諧振的波形應(yīng)為正弦波等。其中，對于一些試驗(yàn)所需的設(shè)備也有具體的技術(shù)規(guī)范。 

三、電抗器阻抗的頻變特性 

在串聯(lián)諧振局部放電的試驗(yàn)當(dāng)中，因?yàn)殡娏鞯漠a(chǎn)生會使線圈產(chǎn)生電磁場，這個(gè)電磁場對于電抗器的阻抗會產(chǎn)生影響。而電抗器本身的電阻也會是影響電抗器阻抗的一個(gè)原因。所以在進(jìn)行試驗(yàn)前，需要對電抗器進(jìn)行仿真計(jì)算。 

（一）計(jì)算電感 

（二）計(jì)算電阻 

四、影響串聯(lián)諧振原理的高壓電抗器局部放電試驗(yàn)的因素 

在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)的過程中會存在很多的影響因素，影響著試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 

（一）電抗器自身存在問題影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性 

可以說電抗器是在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)中的一個(gè)非常重要的部件，如果其自身存在問題就可能導(dǎo)致整個(gè)試驗(yàn)的失敗。其主要問題會出現(xiàn)在電抗器內(nèi)部振動(dòng)頻率的頻繁和電纜長度的問題上，在振動(dòng)頻率過大的情況下會導(dǎo)致部分零件的松動(dòng)，以致開關(guān)動(dòng)作的失靈，從而阻止試驗(yàn)的進(jìn)行。對此，在試驗(yàn)前需要對電抗器設(shè)備進(jìn)行檢查，對有松動(dòng)的部件進(jìn)行檢測維修，對失靈的部件進(jìn)行及時(shí)更換，對松動(dòng)的部件進(jìn)行重新固定。 

（二）假擊穿現(xiàn)象影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性 

在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)的過程中常會出現(xiàn)假擊穿現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一般有以下幾種情況：有可能是設(shè)備長期使用導(dǎo)致的零件磨損促使磨損物比較多，從而產(chǎn)生火花放電情況，使試驗(yàn)過程中頻繁出現(xiàn)報(bào)警。以及可能是因?yàn)殚L時(shí)間的操作導(dǎo)致零件螺絲的松動(dòng)，從而導(dǎo)致接觸不良產(chǎn)生火花放電的情況，造成假擊穿現(xiàn)象。對于此問題，也應(yīng)該在試驗(yàn)前對于儀器設(shè)備進(jìn)行檢測維修。對于虛連接和磨損情況，螺絲松動(dòng)，部件失靈等情況進(jìn)行檢測維修，及時(shí)更換部件和對松動(dòng)部件進(jìn)行重新固定。 

（三）試驗(yàn)環(huán)境的影響導(dǎo)致試驗(yàn)的準(zhǔn)確性 

在試驗(yàn)過程中要嚴(yán)防潮氣的影響，潮氣的進(jìn)入可能會促使線路出現(xiàn)短路的情況，使部件被燒壞。對于此問題，應(yīng)注意進(jìn)行防潮處理，加強(qiáng)對于設(shè)備的清潔以及設(shè)備存儲環(huán)境的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。在試驗(yàn)前應(yīng)注意對設(shè)備的受潮情況進(jìn)行檢查。 

（四）試驗(yàn)設(shè)備質(zhì)量因素影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性 

在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)中，試驗(yàn)設(shè)備的質(zhì)量直接可能導(dǎo)致試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)設(shè)備是否合乎標(biāo)準(zhǔn)，需要在購買時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的選控，以保證試驗(yàn)設(shè)備的質(zhì)量不會影響試驗(yàn)的結(jié)果。其次，對于試驗(yàn)設(shè)備的日常維護(hù)也是非常重要的，有可能設(shè)備上所吸附的灰塵就有可能導(dǎo)致在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)假擊穿現(xiàn)象和線路短路等現(xiàn)象。 

（五）試驗(yàn)電路的問題可能影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性 

在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)中，電纜的選擇、電纜外部的絕緣表面存在磨損和斷裂的情況，或是電纜存在折痕和污染物都可能影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)過程是否能夠順利進(jìn)行。對于此問題，需要在試驗(yàn)進(jìn)行前對于電纜進(jìn)行檢查，選擇合適的試驗(yàn)電纜，確定電纜的長度，對于電纜外部絕緣表面進(jìn)行檢查，對于磨損和斷裂、折痕和污染物情況進(jìn)行了解，以便做出相應(yīng)的處理或是更換，以保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。 

五、總結(jié) 

通過串聯(lián)諧振原理對高壓電抗器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)是非常有效和正確的，在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)中，設(shè)備自身的容量小，這對于試驗(yàn)本身的需求是沒有影響的。在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)中，設(shè)備自身電源帶來的諧波分量因?yàn)榛芈冯娮杩贡容^大，所以不會影響被檢物件輸出的波形，是波形的形態(tài)比較好。在合適的頻率范圍內(nèi)，正弦交流電對電源的激勵(lì)作用，會促使電阻隨著頻率而增大，促使整個(gè)的活動(dòng)頻率成線性，外部對其影響不大。在串聯(lián)諧振局部放電試驗(yàn)中，有很多因素會影響到試驗(yàn)的順利進(jìn)行。對此，需要在做試驗(yàn)前對試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)有效的檢測，以防止在試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)問題。對于試驗(yàn)設(shè)備平時(shí)的維護(hù)也十分重要，對于設(shè)備的清潔以及受潮情況和磨損情況的有效控制都會幫助串聯(lián)諧振局部放電能夠有效的進(jìn)行。