中核串联谐振设备补充说明

调频式串联谐振试验装置1.工作原理谐振是由R、L、C元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。首先，我们来分析R、L、C串联电路发生谐振的条件和谐振时电路的特性。图1所示R、L、C串联电路，在正弦电压U作用下，其复阻抗为：1()()LCZRjLRjXXRjXC式中电抗X＝Xl—Xc是角频率ω的函数，X随ω变化的情况如图2所示。当ω从零开始向∞变化时，X从﹣∞向﹢∞变化，在ω＜ωo时、X＜0，电路为容性；在ω＞ωo时，X＞0，电路为感性；在ω＝ωo时001()0cXLC此时电路阻抗Z(ωo)＝R为纯电阻。电压和电流同相，我们将电路此时的工作状态称为谐振。由于这种谐振发生在R、L、C串联电路中，所以又称为串联谐振。式1就是串联电路发生谐振的条件。由此式可求得谐振角频率ωo如下：01LC谐振频率为012fLC由此可知，串联电路的谐振频率是由电路自身参数L、C决定的。与外部条件无关，故又称电路的固有频率。当电源频率一定时，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固有频率一致而发生谐振。图1图22.变频串联谐振等值电路分析变频串联谐振耐压试验成功的关键，在于高压主回路在频率30Hz-300Hz内是否可以达到串联谐振状态，而此时整个系统所需的电源容量则取决于试验回路的综合品质因数Q值。变频串联谐振的等值电路图，如图3所示。图3UT—励磁变输出电压UC—被试电缆上的电压L—电抗器电感R—串联谐振主回路等值电阻C—纯电容式分压器电容CK和被试电缆电容CX并联的等值电容被试电缆上的电压UC和励磁变输出电压UT之间的关系为：()CTCLCjXUURjXX通过调节变频器使得XL=Xc，此时回路达到串联谐振状态，则有：CLCTTXXUjUjURR令QCLXXRR，即为试验回路的综合品质因数。L2RLLXfLQQRR其中12fLC为谐振频率，QL为电抗器的品质因数。3.变频源输出电流的计算设电缆每KM电容量为C（详见下表），长度为L（单位为KM），试验电压为UC，则主回路的电流：I=ωCUCL=2πfCUCL设励磁变压器的变比为K，变频源输出电流：I0=KI例如，长两公里，截面积3*185(mm2)的电缆，励磁变压器变比为1500/400=3.75I0=KI=K*2πfCUCL=3.75*6.28*0.307*10-6*50*30*103*2=21.76A此时报警电流可以设置为25A4.交联聚乙烯电缆单位长度电容量值电缆导体截面积（平方毫米）电容（μf/km）YJV、YJVLYJV、YJLVYJV、YJVLYJV、YJLVYJV、YJLV6/6KV,6/10KV8.7/10KV,8.7/15KV12/35KV12/35KV26/35KV1×350.2120.1730.1521×500.2370.1920.1660.1180.1141×700.2700.2170.1870.1310.1251×950.3010.2400.2060.1430.1351×1200.3270.2610.2230.1530.1431×1500.3580.2840.2410.1640.1531×1850.3880.3070.2670.1800.1631×2400.4300.3390.2910.1940.1761×3000.4720.3700.3190.2110.1901×4000.5310.4180.3520.2310.2091×5000.6030.4380.3880.2540.2321×6000.6670.4700.4160.2870.2563×350.2120.1730.1523×500.2370.1920.1660.1180.1143×700.2700.2170.1870.1310.1253×950.3010.2400.2060.1430.1353×1200.3270.2610.2230.1530.1433×1500.3580.2840.2410.1640.1533×1850.3880.3070.2670.1800.1633×2400.4300.3390.2910.1940.1763×3000.4720.3700.3190.2110.1903×4000.5310.4180.3520.2310.2093×5000.6030.4380.3880.2540.2323×6000.6670.4700.4160.2870.2565.各种试品的实验方法1.对于变压器，母排，开关，发电机等试品，实验时需要并入补偿电容。一节电抗器的电压等级为27KV，两节串联联为54KV，三节串联为81KV,四节串联时最高实验电压可以升到100KV，因为电容分压器和补偿电容的电压等级为100KV。通常实验建议选择两节或三节电抗器串联，两节电抗器串联时，谐振频率大概在180Hz左右，三节电抗器串联时，谐振频率大概在140Hz左右。报警电压设置为实验电压的1.2倍，报警电流设置为5A-10A。2.对于电缆试品，需要去掉补偿电容。当电缆长度只有几十米时，电缆本身的等效电容值比较小，可用两个电抗器串联的连接方式。当电缆长度为500米左右时，电缆本身的等效电容值比较大，需要将两个电抗器并联起来减小电感量，以确保可以找到谐振点。这时谐振频率大概为90Hz.当电缆长度达到2KM时，需要将三个电抗器并联，以确保可以找到谐振点，这时谐振频率大概为50Hz.可以根据电缆的截面积，长度计算谐振频率。每节电抗器的电感量为45H，两节并联为22.5H，三节并联为15H。例如长两公里，截面积3*185(mm2)的电缆，查表得电缆每KM电容量为0.307uF/KM,则谐振频率为61152.6223.14150.307102fLCHz6.实验注意事项1.实验结束时，请务必关机并切断380V的现场交流电源，再更换接线，进行下一组实验，以保证人身安全。做试验时应该有两人或两人以上进行操作，相互检查，以免出现接线或操作错误。2.上限频率和下限频率的设置都有范围，上限频率为30Hz-100Hz,下限频率为150Hz-300Hz,以保证设置的上限频率大于下限频率，超出设置范围时，参数将无法确认。3.设置实验电压时，注意输入的正确性，例如20KV应该输入020.00KV，请不要误输入200.00KV。4.实验时间的设置，小数点前为分钟，小数点后为秒。例如“005.00”为五分钟，“000.30”为30秒。5.实验时，电抗器，电容分压器，补偿电容的摆放应有一定的间隔，一米左右最好，操作箱与高压线应保持5M左右的距离，以保证人身安全。接在试品上的高压线与地线和试品其他金属部分应有足够的间距，以避免高压放电打火现象。6.全范围搜索谐振频率时，不要设置30HZ-300HZ,可以设置30HZ-290HZ或40HZ-300HZ。7.设置中的“装置电压”在任何情况下都不要改动。默认设置为100KV。8.在电缆较长时，负载比较大，低压输出需要设置高一些，一般在30V-40V，非电缆试品实验时，低压输出设置为20V。