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講解串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應(yīng)用
閱讀：511 發(fā)布時(shí)間：2024-2-29講解串聯(lián)諧振在電力系統(tǒng)中應(yīng)用
目前在和國內(nèi)已有越來越多的XLPE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，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法,。近年來,、國內(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)際電場強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場強(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強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場強(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,。同時(shí)，各種大型變壓器的交流耐壓試驗(yàn),，火力及水力發(fā)電機(jī)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)也定期進(jìn)行,。這些設(shè)備的試驗(yàn)要求的試驗(yàn)設(shè)備容量大,，通常情況下采用諧振的辦法進(jìn)行試驗(yàn)，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進(jìn)行,。等效工頻條件一般采用45-65Hz的頻率范圍,，但很多試驗(yàn)單位要求50Hz試驗(yàn)電源對(duì)這類設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。
串聯(lián)諧振主要用于10kV,、35kV,、110kV的交聯(lián)橡塑電力電纜，66kV,、110kV,、220kV 組合電器(GIS)的變頻交流耐壓試驗(yàn)，水力和火力發(fā)電機(jī)或電力變壓器等的工頻交流耐壓試驗(yàn),。其基本原理是采用可調(diào)節(jié)（30--300Hz）串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓,。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現(xiàn)場不易取得，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)在大多采用變頻諧振,，可以得到更高的品質(zhì)因數(shù)（Q值），并具有自動(dòng)調(diào)諧,、多重保護(hù),、以及降低噪音、靈活的組合方式,、單件重量輕等優(yōu)點(diǎn),。
串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)：
1、所需電源容量大大減小,。串聯(lián)諧振電源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。
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1/5-1/10,。
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,。
4,、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)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,，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。
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,，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,，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓,。
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