變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置諧振優(yōu)勢(shì)及必要性
大家在日常使用變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置的時(shí)候不知道有什么必要性,有什么優(yōu)勢(shì)?下面我來為大家介紹一下:
諧振優(yōu)勢(shì)及必要性
1.1 所需電源容量大大減小。BGJY 系列串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置是利用諧振電抗器和被試品電 容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的,在整個(gè)系統(tǒng)中,電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分,因 此,試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的 1/Q。
1.2 設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中,不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置 和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器,而且,諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的 1/Q,使得系統(tǒng)重量 和體積大大減少,一般為普通試驗(yàn)裝置的 1/3-1/5。
1.3 改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路,能改善輸出電壓的波形畸變, 獲得很好的正弦波形,有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。
1.4 防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在諧振狀態(tài),當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),電路立 即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的 1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓 試驗(yàn)時(shí),擊穿電流立即上升幾十倍,兩者相比,短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以,串 聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn),又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。
1.5 不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí),因失去諧振條件,高電壓也立即消失, 電弧即刻熄滅,且恢復(fù)電壓的再建立過程很長(zhǎng),很容易在再次達(dá)到閃落電壓前斷開電源,這 種電壓的恢復(fù)過程是一種能量積累的間歇振蕩過程,其過程長(zhǎng),而且,不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過 電壓。
選用導(dǎo)則
2.1 電纜的交流耐壓試驗(yàn)
目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)已有越來越多的交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因,很長(zhǎng)時(shí)間以來,仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來國(guó)際、國(guó)內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對(duì) XLPE 交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為 XLPE 結(jié)構(gòu) 具有存儲(chǔ)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纜發(fā)生擊穿。國(guó)內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為,交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中,由于空間電荷效應(yīng),絕緣中的實(shí)際電場(chǎng)強(qiáng)度可比電纜絕 緣的工作電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá) 11 倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿,也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次,由于施加的直流電壓場(chǎng)強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場(chǎng)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)下電纜承受的過電壓,并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身 和施工工藝上的缺陷。因此,使用非直流的方法對(duì)交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來越受到人們 的重視。目前,在中低壓電纜上國(guó)外已使用超低頻電源(VLF)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。但由于此類 VLF 的電壓等級(jí)偏低,尚不能用于 110kV 及以上的高壓電纜試驗(yàn)。
2.2 試驗(yàn)頻率 由于電纜的電容量較大,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在現(xiàn)場(chǎng)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)備。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)備(50Hz),但存在自動(dòng) 化程度差、噪音大等缺點(diǎn)。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式(30-300Hz)串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備,可以 得到更高的品質(zhì)數(shù)(Q 值),并具有自動(dòng)調(diào)諧、多重保護(hù),以及低噪音、靈活的組合方式(單 件重量大為下降)等優(yōu)點(diǎn)。
國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議第 21、09 工作組發(fā)布的《試驗(yàn)導(dǎo)則》,建議頻率范圍為 30-300Hz。但實(shí)際上更低一些頻率也具有較好地等效性。IEC60840 和 IEC62067 標(biāo)準(zhǔn)草案(2001 年和 2000 年)就規(guī)定可采用 20-300Hz。2.3 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 由于設(shè)備容量和體積等問題,目前國(guó)家尚無高壓電力電纜敷設(shè)后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)直流耐壓試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn),由于前面所述原因人們也產(chǎn)生了一些疑問。CIGRI 國(guó)際大電網(wǎng)工作會(huì)議 21 工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗(yàn)收試驗(yàn)建議導(dǎo)則》中對(duì)目前采用 的直流耐壓試驗(yàn)方法提出疑議,并推薦使用工頻及近似工頻(30-300Hz)的交流試驗(yàn)方法。 IEC 60840 標(biāo)準(zhǔn)中在 45-150kV 敷設(shè)后電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中除原直流試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)外,增加了 1.7U0 5 分鐘或 1U0 24 小時(shí)的交流試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。而在 220kV 等級(jí)中 IEC 62067/CD 草案中則取消了電纜 敷設(shè)后試驗(yàn)中直流試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn),只有交流試驗(yàn)的要求,即 20-300Hz 1.4U0 60 分鐘。為了更 有效的對(duì)施工后的交聯(lián)電纜進(jìn)行交接試驗(yàn),華北電力集團(tuán)公司在《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn) 規(guī)程》修訂內(nèi)容中在電纜主絕緣耐壓試驗(yàn)一項(xiàng)中增加了電纜的交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。之后,國(guó) 內(nèi)很多地方也相應(yīng)的出臺(tái)了地方性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),其試驗(yàn)頻率大多都在 30-300Hz,中低壓電纜試 驗(yàn)電壓為 1.6-2.0 倍的相電壓,高壓電纜試驗(yàn)電壓一般都在 1.4-1.7 倍的相電壓,具體根據(jù)
各個(gè)地方略有不同,浙江推薦中低壓電纜試驗(yàn)頻率為 45-65 Hz,高壓電纜試驗(yàn)頻率為 35-75 Hz。