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10kv電纜1公里串聯諧振裝置

串聯諧振的升壓原理

串聯諧振是由R、L、C元件組成的串聯電路在一定條件下發生的一種特殊現象。中試控股圖1所示R、L、C串聯電路，在正弦電壓Us激勵下，其復阻抗為：

式中電抗是角頻率的函數，X隨著變化的情況如圖2所示

當從零開始向∞變化時，X從﹣∞向﹢∞變化。在ω＜ωo時，X＜0，電路為容性；在ω＞ωo時，X＞0，電路為感性；在ω＝ωo時。

此時電路阻抗Z（ωo）＝R為純電阻。電壓和電流同相，電路此時的工作狀態稱為諧振。由于這種諧振發生在R、L、C串聯電路中，所以又稱為串聯諧振。式1就是串聯電路發生諧振的條件。由此式可求得諧振角頻率ωo如下：

由式（2）可知，串聯電路的諧振頻率是由電路自身參數L、C決定的．與外部條件無關，又稱為電路的固有頻率。中試控股當電源頻率一定時，可以調節電路參數L或C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發生諧振，如工頻諧振升壓的調感法；在電路參數一定時，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發生諧振，也叫調頻法。

串聯電路諧振時，其電抗X（ωo）＝0，所以電路的復阻抗 ，呈現為一個純電阻，而且阻抗為最小值。諧振時，雖然電抗 ，但感抗與容抗均不為零。諧振時的感抗或容抗為串聯諧振電路的特性阻抗，記為ρ，即

ρ的單位為歐姆，它是一個由電路參數L、C決定的量，與頻率無關。

工程上常用特性阻抗與電阻的比值來表征諧振電路的性能，并稱此比值為串聯電路的品質因數，用Q表示，即品質因數簡稱為Q值。它是由電路參數R、L、C共同決定的一個無量綱的量。

ZSBP-44kVA/22kV變頻串聯諧振試驗裝置、10kv電纜1公里串聯諧振裝置技術指標

1．額定電壓：

22kV-滿足10kV電纜的交流耐壓試驗；工作頻率：30-300Hz,試驗電壓≤22kV,試驗時間5min；

2．輸出電壓波形畸變率：<1.0％

3.允許連續工作時間：額定條件下一次性工作60分鐘；

4．裝置自身品質因數：Q>50

5. GIS，開關等試驗滿負荷時品質因數：Q>20（與負載相關）

6．輸入電源：三相380V或單相220V

7．頻率調節范圍：30Hz～300Hz

8．系統測量精度：1.5％

9．10kv電纜1公里串聯諧振裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能
　　

四、被試品對象及試驗要求

1、10kV/300mm2電纜長度1km的交流耐壓試驗，電容量≤0.3755uF，試驗頻率30-300Hz，試驗電壓22kV，試驗時間5min。

五、裝置主要技術參數及功能

1）額定容量：44kVA；

2）輸入電源：單相220或三相380V電壓，頻率為50Hz；

3）額定電壓：22kV

4）額定電流：2A

5）工作頻率：30-300Hz；

6）裝置輸出波形：正弦波

7）波形畸變率：輸出電壓波形畸變率≤1%；

8）工作時間：額定負載下允許連續5min；過壓1.1倍1分鐘；

9）溫 升：額定負載下連續運行5min后溫升≤65K；

10）品質因素：裝置自身Q≥30(f=45Hz)；

11）保護功能： 對被試品具有過流、過壓及試品閃絡保護(詳見變頻電源部分)；

12）測量精度：系統有效值1.5級；

六、工作環境

環境溫度：－10℃–50℃;

相對濕度：≤90%RH;

海拔高度: ≤1000米；

七、10kv電纜1公里串聯諧振裝置容量確定

裝置容量定為44kVA/22kV，分1節電抗器，電抗器單節為44kVA/22kV/2A，使用電抗器能滿足上述被試品的試驗要求。

九、系統配置及其參數

1. 激勵變壓器JLB-3kVA/1.2kV/0.4kV 1臺

a) 額定容量：3kVA；

b) 輸入電壓：0-400V，單相；

c) 輸出電壓：1.2KV

d) 結 構：干式；

2. 變頻電源HZBP-3kW/220/380V 1臺

a) 額定輸出容量：3kW

b) 工作電源： 220/380±10%V（單/三相），工頻

c) 輸出電壓：0 –400V，單相

d) 額定輸入電流：7.5A

e) 額定輸出電流：7.5A

f) 電壓分辨率： 0.01kV

g) 電壓測量精度：1.5%

h) 頻率調節范圍：30 – 300Hz

i) 頻率調節分辨率：≤0.1Hz

j) 頻率穩定度： 0.1%

k) 運 行 時 間：額定容量下連續60min

l) 額定容量下連續運行60min元器件最高溫度≤65K;

m) 噪 聲 水 平：≤50dB

n) 可實現以下功能：

1）變頻電源的放置為縱向和橫向，特別適合現場操作及觀察；

2）內外部具備特殊減震橡膠支撐腳和保護鋁箱，可有效減緩運輸中的顛簸震動和吊裝時的沖擊。中試控股保證了變頻電源的長期穩定性和可靠性；

3）參數顯示：觸摸或外接鼠標大屏幕液晶界面顯示系統可顯示諧振電壓(即試驗前設置的目標電壓)、試驗頻率、測量頻率、中試控股低壓電壓、低壓電流、耐壓時間、過壓保護、過流保護、閃絡保護、階段升壓及階段計時、操作模式切換、電容，電感，頻率互換計算、參數查詢等, 還可顯示頻率曲線、電壓曲線等可直觀地判斷當次試驗諧振頻率準確及穩定性；

4）參數設置：大屏幕觸摸液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數的設置，可對起始頻率、終止頻率、起始電壓、階段升壓和計時、測量分壓器變比、激勵變變比、過壓保護、過流保護、閃絡保護、試驗模式、電容電感頻率互換計算、參數設置提示以及幫助等參數進行設置或選擇；

5）試驗模式：觸摸屏和外接鼠標操作，有全自動、半自動、手動三種運行狀態。具備升壓、調諧（含手動、自動）、分段加壓和計時、運行狀態、模式切換、故障提示、電容電感頻率互換計算功能等；

6）保護功能及其信息提示：具備高壓過壓保護、低壓過流、過流保護，以及失諧保護、零位、閃絡保護、緊急停機、欠壓保護等多重保護功能；

7）數據存儲功能：試驗結果保存（手動保存）、打印、上傳、回查等。

① 試驗結果：手動或自動試驗完畢后，中試控股在試驗結果界面中可顯示出試驗時的詳細參數，當試驗發生中斷時，可提示中斷狀態。可將參數保存在存儲器中，該存儲器為非易失存儲器，可保存50次試驗記錄；

② 10kv電纜1公里串聯諧振裝置數據查詢：可將已保存的試驗結果數據顯示到屏幕上，同時具有USB接口，可將數據輸出打印或利用設備所攜帶打印機打印；（打印機屬客戶自選，若客戶有此需求，須在合同中予以特別寫明）

8）自動穩壓功能：系統根據設定的試驗電壓或手動升壓結果，自動跟蹤并維持穩定的試驗電壓，電壓穩定度可達1.0%；

9）調頻范圍及頻率分辨率均可設定：調頻范圍可設為30～300Hz、45～100Hz、200-300Hz、按需設置，可加快調諧過程；頻率分辨率根據需要，可預設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、或1.0Hz，在調諧效率與調諧精準度之間取得優化平衡；

10）頻率調節分為粗調和細調，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發生漂移；

3. 高壓電抗器ZSDK-44kVA/22kV 1節

a) 額定容量：44kVA；

b) 額定電壓：22kV；

c) 額定電流：2A；

d) 品質因素：Q≥30 (f=45Hz)；

e) 結 構：干式；

4. 電容分壓器FRC-30kV/3000pF 1套

a) 額定電壓：30kV；

b) 高壓電容量：3000pF

c) 介質損耗：tgσ≤0.5%；

d) 分 壓 比：3000：1

e) 測量精度：有效值1.5級;

10kv電纜1公里串聯諧振裝置除了可以針對電力變壓器、高壓組合電氣、母線等大型電氣設備的工頻耐壓試驗之外，中試控股同樣也可以針對電力電纜進行串聯諧振試驗，以便檢查它的絕緣性能，不同的串聯諧振裝置的容量在不同負載情況下，它們的配置方案是有區別，一般我們在使用說明書中會標注該產品設計好的試驗對象與配置方案，但對于沒有標注到的試驗對象我們該如何配置呢？下面，我們以10kv和30kv為例，講下它們的配置原則和方法。
配置原則

在10kv電纜1公里串聯諧振裝置配置之前我們中試控股首先要知道電纜的一部分信息，比如長度、截面積、型號規格、電壓等級等，中試控股通過查表或計算得到相應的電流值，電容值等等，串聯諧振試驗現場超出170余場次，經驗豐富，品控精良，一般10kv系統電力電纜我們取1.5A/公里，35kv每公里電力按照2.0~2.5A計算，由此，我們得到電流值之后，就要匹配電抗器的電流了，電抗的容量也有大小不同，容量越大，電流越大，具體以實物為準，我們以27kv/1A電抗器為例，單節最大電流1A，根據歐姆定律的原理，并聯電路時，電流相加，電壓不變，串聯時，電流不變，電壓相加，10kv的試驗電壓是22kv，那么，10kv電纜22kv電壓就可以取兩并一串（兩節電抗器并聯）進行串聯諧振的耐壓試驗，同理，35kv電纜就是2串3并（兩節電抗串聯是用于電壓疊加，達到52kv的試驗電壓），以上配置原則，不管對于那種電壓等級的電纜都是可行，依此了推即可完成測試。