變頻串聯(lián)諧振交流耐壓裝置

串聯(lián)諧振產(chǎn)生的條件、電路及諧振模式

1、并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振產(chǎn)生的條件：在電阻、電容、電感串聯(lián)電路中，出現(xiàn)電源、電壓、電流同相位現(xiàn)象，叫做串聯(lián)諧振，其特點(diǎn)是：電路呈純電阻性，電源、電壓和電流同相位，電抗X等于0，阻抗Z等于電阻R，此時(shí)電路的阻抗zui小，電流zui大，在電感和電容上可能產(chǎn)生比電源電壓大很多倍的高電壓，因此串聯(lián)諧振也稱電壓諧振。諧振電壓與原電壓疊加，并聯(lián)諧振：在電阻、電容、電感并聯(lián)電路中，出現(xiàn)電路端電壓和總電流同相位的現(xiàn)象，叫做并聯(lián)諧振，其特點(diǎn)是：并聯(lián)諧振是一種*的補(bǔ)償，電源無(wú)需提供無(wú)功功率，只提供電阻所需要的有功功率，諧振時(shí)，電路的總電流zui小，而支路電流往往大于電路中的總電流，因此，并聯(lián)諧振也叫電流諧振。

2、串聯(lián)諧振電路：在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的。如果調(diào)節(jié)電路元件（L或C）的參數(shù)或電源頻率，可以使它們相位相同，整個(gè)電路呈現(xiàn)為純電阻性。電路達(dá)到這種狀態(tài)稱之為諧振。在諧振狀態(tài)下，電路的總阻抗達(dá)到極值或近似達(dá)到極值。研究諧振的目的就是要認(rèn)識(shí)這種客觀現(xiàn)象，并在科學(xué)和應(yīng)用技術(shù)上充分利用諧振的特征，同時(shí)又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。按電路聯(lián)接的不同，有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種。

3、串聯(lián)諧振模式： 串聯(lián)諧振分為DCM和CCM兩種模式。一般都選擇DCM模式，即選擇 。串聯(lián)諧振的好處在于可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電流關(guān)斷，這是一種能實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷的拓樸，是真正意義上的軟關(guān)斷，無(wú)關(guān)斷損耗。這對(duì)于IGBT來(lái)說(shuō)有很大好處，可以不用去考慮IGBT的關(guān)斷拖尾帶來(lái)的關(guān)斷損耗。單個(gè)串聯(lián)諧振電源可以采用PFM方式，這種方式實(shí)現(xiàn)2kW以內(nèi)；也可以使用初級(jí)兩組件并聯(lián)移相方案，可以實(shí)現(xiàn)幾十千瓦功率輸出的高壓電源，串聯(lián)諧振的缺點(diǎn)是電流峰值太大，使開(kāi)關(guān)管承受較大壓力，不利于電源的小型化。并聯(lián)諧振與串聯(lián)諧振相比zui大優(yōu)勢(shì)是峰值電流較小。同時(shí)在短路情況下，整個(gè)回路就是對(duì)電感充放電，電流波形為三角波，因此可以在短路情況下很容易算出電感的值，再通過(guò)電感計(jì)算出電容的值，而且誤差很小，對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)這是至關(guān)重要的。并聯(lián)諧振工作在CCM區(qū)，電流波形基本上是正弦。開(kāi)關(guān)管是硬關(guān)斷，零電壓零電流開(kāi)啟，沒(méi)有開(kāi)啟損耗。對(duì)于關(guān)斷損耗，可以在開(kāi)關(guān)管DS（CE）兩端并聯(lián)電容，使電流與電壓的交匯點(diǎn)變低，減小關(guān)斷損耗。

4、串聯(lián)諧振回路及諧振回路的作用：串聯(lián)諧振于某一頻率的電路。常用的有LC，RC，變壓器耦合和晶體振蕩器等。震蕩器的原理很簡(jiǎn)單，就是正反饋原理，LC決定震蕩的頻率，普通晶體震蕩器的晶體可以等效一個(gè)Q值很高的電感，利用電容的充放電產(chǎn)生震蕩。在逆變器電路中多用RC組成的多諧振蕩器。也有用變壓器反饋式的自激振蕩回路。串聯(lián)回路產(chǎn)生諧振時(shí)的電壓波形。當(dāng)電壓方波作用于LC 串聯(lián)回路時(shí)，方波的前后沿都會(huì)對(duì)LC 串聯(lián)回路產(chǎn)生激勵(lì)(即接收能量)，每次激勵(lì)過(guò)后又會(huì)產(chǎn)生阻尼振蕩(即損耗能量)，當(dāng)輸入電壓波形的上升率dv/dt 值大于諧振回路波形(正弦波)的上升率時(shí)，電路就會(huì)產(chǎn)生激勵(lì)；當(dāng)輸入電壓波形的上升率dv/dt 值小于諧振回路波形的上升率時(shí)，電路就會(huì)產(chǎn)生阻尼。

產(chǎn)品特征

試驗(yàn)對(duì)象：

1、110kV及以下電壓等級(jí)開(kāi)關(guān)、GIS（7個(gè)間隔）等變電站設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過(guò)265kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
2、110kV/63000kVA主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.02uF，試驗(yàn)頻率45-65Hz，試驗(yàn)電壓不超過(guò)160kV，試驗(yàn)時(shí)間1min。
3、35kV/300mm2電纜1km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.1945uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過(guò)52kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
4、110kV/300mm2電纜0.2km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.029uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過(guò)128kV，試驗(yàn)時(shí)間60min。
5、10kV/300mm2電纜3km的交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤1.1265uF，試驗(yàn)頻率30-300Hz，試驗(yàn)電壓不超過(guò)22kV，試驗(yàn)時(shí)間5min。

額定容量：270kVA； 
輸入電源：?jiǎn)蜗?20或三相380V電壓，頻率為50Hz； 
額定電壓：90kV；135kV；270kV； 
額定電流：3A；2A；1A； 
工作頻率：30-300Hz； 
裝置輸出波形：正弦波 
波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%； 
工作時(shí)間：額定負(fù)載下允許連續(xù)60min；過(guò)壓1.1倍1分鐘； 
溫    升：額定負(fù)載下連續(xù)運(yùn)行60min后溫升≤65K； 
品質(zhì)因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)； 
保護(hù)功能： 對(duì)被試品具有過(guò)流、過(guò)壓及試品閃絡(luò)保護(hù)(詳見(jiàn)變頻電源部分)； 
測(cè)量精度：系統(tǒng)有效值1.5級(jí)；

激勵(lì)變壓器ZSJLB-15kVA/4/8/16kV/0.4kV                      1臺(tái) 
額定容量：15kVA； 
輸入電壓：0-400V，單相； 
輸出電壓：4/8/16kV 
結(jié)    構(gòu)：干式； 
重    量：約58kg；

變頻電源ZSXB-F-15kW/220/380V                          1臺(tái) 
額定輸出容量：15kW 
工作電源：220/380±10%V（單/三相），工頻 
輸出電壓：0 –400V，單相， 
額定輸入電流：37.5A 
額定輸出電流：37.5A 
電壓分辨率：0.01kV 
電壓測(cè)量精度：1.5% 
頻率調(diào)節(jié)范圍：30 – 300Hz 
頻率調(diào)節(jié)分辨率：≤0.1Hz 
頻率穩(wěn)定度：    0.1% 
運(yùn) 行 時(shí) 間：額定容量下連續(xù)60min 
額定容量下連續(xù)運(yùn)行60min元器件zui高溫度≤65K; 
噪 聲 水 平：≤50dB

高壓電抗器ZSDK-45kVA/45kV                      6節(jié) 
額定容量：45kVA; 
額定電壓：45kV； 
額定電流：1A； 
電 感 量：110H/單節(jié)； 
品質(zhì)因素：Q≥30 (f=45Hz)； 
結(jié)    構(gòu)：干式； 
重    量：約45kg；

電容分壓器ZSFRC-270kV/500pF                      1套 
額定電壓：270kV； 
高壓電容量：500pF 
介質(zhì)損耗：tgσ≤0.5%； 
分 壓 比：3000：1 
測(cè)量精度：有效值1.5級(jí); 
重    量：約26kg 

配置清單