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江蘇科碩電氣有限公司

變頻串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)裝置工作原理

時(shí)間:2019/6/25閱讀:962

變頻串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)裝置是運(yùn)用串聯(lián)諧振的原理,利用勵(lì)磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路,通過調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率,使得回路中的電抗器電感L和試品電容C發(fā)生串聯(lián)諧振,諧振電壓即為試品上所加電壓。變頻諧振試驗(yàn)裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè),適用于大容量、高電壓的電容性試品的交接和預(yù)防性試驗(yàn)。

適用于10KV、35KV、110KV、220KV、500KV交聯(lián)聚乙烯電力電纜交流耐壓試驗(yàn)

適用于66KV、110KV、220KV、500KV、GIS交流耐壓試驗(yàn)

適用于大型發(fā)電機(jī)組、電力變壓器工頻耐壓

適用于電力變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

二、主要性能指標(biāo)及特點(diǎn)

2.1主要技術(shù)指標(biāo)

(1)工作溫度范圍:-10~45℃

(2)工作濕度范圍:90%

(3)海拔:1000m

(4)供電電源電壓:380V±10%、三相或220V±10%、單相(10KW及以下)

                   50/60Hz

(5)供電電源容量:0-300KW

(6)額定輸出電壓:0-1000KV

(7)額定輸出容量:0-35MVA

(8)工作頻率范圍:30-300Hz(亦可根據(jù)用戶要求放寬頻率范圍)

(9)頻率調(diào)節(jié)分辨率:0.02Hz;   不穩(wěn)定度0.05%

(10)噪音:60dB

(11)系統(tǒng)測(cè)量精度:1級(jí)

(12)輸出波形:正弦波,波形畸變率1%

(13)電抗器Q值:30-120

(14)系統(tǒng)具有IGBT、過電壓、過電流、試品閃絡(luò)等全自動(dòng)保護(hù)

2.2主要特點(diǎn)

2.2.1體積小、重量輕,適合于現(xiàn)場(chǎng)使用

變頻控制器集調(diào)壓、調(diào)頻、控制及保護(hù)功能為一體,省去了笨重的調(diào)壓器,而且操作方便、讀數(shù)直觀。由于系統(tǒng)Q值較高(30-120),有效地解決了由于電源容量的不足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的制約。當(dāng)電壓等級(jí)較高時(shí),電抗器采用多級(jí)或疊積式結(jié)構(gòu),便于運(yùn)用輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝。

2.2.2安裝可靠性高

變頻裝置采用*的設(shè)計(jì)思想、高品質(zhì)的IGBT及驅(qū)動(dòng)回路使輸出波形失真度小,頻率輸出穩(wěn)定性好,具有良好的IGBT、過電流、過電壓(保護(hù)值可根據(jù)需要人為整定)以及放電保護(hù)功能,可保護(hù)設(shè)備及人身的安全;當(dāng)試品放電或擊穿時(shí),由于諧振條件被破壞,短路電流小,只有試品試驗(yàn)電流的1/Q,避免了因擊穿對(duì)試品造成的損壞。

2.2.3試驗(yàn)的等效性好

采用接近工頻(30HZ-300HZ)的交流電壓作為試驗(yàn)電源,無論是在等效性和一致性上都與50HZ/60HA的工頻電源非常接近,保證了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和真實(shí)性。

三、工作原理及系統(tǒng)配置

3.1工作原理

                     VF          T1      L1         L2

 

          
  
   
 
    ⌒,⌒,⌒,⌒,⌒,⌒ ⌒,⌒,⌒,⌒,⌒,⌒
 
 
 

 

 

 

⌒⌒⌒⌒輸入:380V,                                                  C1         Cx

⌒⌒⌒⌒⌒⌒三相或220V、

⌒⌒⌒單相(10KW                                            C2   

及以下

 

          
 
  
 
  
 
  
 
  
 

 

 

 

 

                               峰值測(cè)量

圖一、變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)成套裝置原理簡(jiǎn)圖

VF:變頻控制器           T1:勵(lì)磁變壓器

L1、L2:高壓電抗器       C1、C2:高壓分壓器高、低壓臂

Cx:試品

高壓電抗器L1、L2可并、可串接使用,以保證回路在適當(dāng)?shù)念l率下諧振。通過變頻控制器VF提供電源,試驗(yàn)電壓由勵(lì)磁變壓器T1經(jīng)過初步升壓后,使高電壓加在高壓電抗器L和試品Cx上,通過改變變頻控器的輸出頻率,使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài);調(diào)節(jié)變頻電源的輸出電壓幅度值,使試品上的高壓達(dá)到合適的電壓值。

回路的諧振頻率取決于與被試品串聯(lián)的電抗器的電感L和試品的電容Cx,諧振頻率f=1/(2πLCx  )。

3.2系統(tǒng)配置

3.2.1變頻控制器

變頻控制器從結(jié)構(gòu)上分為兩大類:20kW及以上為控制臺(tái)式,20kW以下為便攜箱式;它是由控制器和濾波器組成。在系統(tǒng)中變頻控制器的主要作用是把幅值和頻率固定的工頻380V或220V的正弦交流電轉(zhuǎn)變成為幅值和頻率可調(diào)的正弦波,并為整套設(shè)備提供電源。

   變頻控制器具有IGBT保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、放電保護(hù)、進(jìn)線保護(hù)等可靠的保護(hù)功能,保證試驗(yàn)人員和試品的安全。

   IGBT保護(hù):當(dāng)IGBT電流過大或過熱時(shí),CPU將停止工作,直到系統(tǒng)恢復(fù)正常。

   過壓保護(hù):是指當(dāng)試驗(yàn)電壓超過人為整定的保護(hù)電壓(保護(hù)電壓可根據(jù)不同試驗(yàn)電壓需要任意設(shè)定)時(shí),控制器自動(dòng)跳閘,CPU停止工作,并提示系統(tǒng)發(fā)生過壓保護(hù)。

   過流保護(hù):是當(dāng)CPU檢測(cè)到母線工作電流超過IGBT工作電流或IGBT溫度過高時(shí),CPU會(huì)發(fā)生過流保護(hù)信號(hào),裝置停止工作,并通過液晶屏提示系統(tǒng)發(fā)生過流保護(hù)。

   放電保護(hù):當(dāng)試器擊穿、短路或試品放電時(shí),CPU停止工作,并切斷主回路。

進(jìn)線保護(hù)、低通濾波器:不僅可以在穩(wěn)態(tài)下使放電或擊穿電流小,而且使暫態(tài)(瞬時(shí))電流的破壞減小,從而保證設(shè)備和人身的安全。

測(cè)量部分:試驗(yàn)人員可直接從變頻控制器控制面板上讀取輸入電壓、電流、當(dāng)前工作頻率、變頻控制器輸出電壓、電流及試品上所加諧振電壓信號(hào)。

參數(shù)

額定輸入:380V、三相或220V、單相50Hz/60Hz

額定輸出:0~400V或0~220V

頻率分辨率:0.02Hz

輸出波形:正弦波

輸出頻率:20-400Hz

額定容量:5KW、10KW、20KW、50KW、100KW、200KW、300KW、(其中5KW、10KW可采用單相電源供電)。

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