串聯諧振變壓器

隨著電力電子技術的發展，採用高壓諧振技術對大容量電氣設備進行工頻耐壓試驗已經成為可能，目前已被廣泛用於電纜，電容器、發電機等具有大電容的電力設備的交流試驗。原理是通過調節鐵心磁路的氣隙長度，得到連續變化的電感L，使其與被試品對地電容C發生諧振。本文以一台150kVA試驗裝置為模型，闡述高壓諧振變壓器的原理與有關參數的計算。

英文：串聯諧振變壓器The series resonant transforme

基本介紹

• 中文名：串聯諧振變壓器
• 外文名：The series resonant transforme
• 原理：採用高壓諧振技術對大容量電氣
• 套用：發電機的交流耐壓試驗

諧振變壓器原理

在迴路頻率f=1/2π√LC時，迴路產生諧振，此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統品質因素，即電壓諧振倍數，一般為幾十到一百以上。先通過調節變頻電源的輸出頻率使迴路發生串聯諧振，再在迴路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品上的電壓達到試驗值。由於迴路的諧振，變頻電源較小的輸出電壓就在試品CX上產生較高的試驗電壓。

變頻諧振試驗裝置主要用於以下方面：

1、6kV-500kV高壓交聯電纜的交流耐壓試驗

2、6kV-500kV變壓器的工頻耐壓試驗

3、GIS和SF6開關的交流耐壓試驗

4、發電機的交流耐壓試驗

5、其它電力高壓設備如母線，套管，互感器的交流耐壓試驗。

串聯諧振的優點

1、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的，在整個系統中，電源只需要提供系統中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q.

2、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/3-1/5.

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試品的誤擊穿。

4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，迴路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而並聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流，擊穿電流相差數百倍。所以，串聯諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

5、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃落電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振盪過程，其過程長，而且，不會出現任何恢復過電壓。

串聯諧振配置表

型號解讀：44/22，容量為44KVA，電壓為22KV

一、電纜交流耐壓試驗

型 號	可滿足的試驗項目	設備電抗器
100/50	10kV（300mm）電 纜 1KM	22kV Ⅹ 1台	攜帶型
160/40	1、10kV（300mm）電 纜 3KM; 2、35kV（300mm）電纜 1KM	22kV Ⅹ 3台	攜帶型
216/54	1、10kV(300mm)電 纜 5KM; 2、35kV(300mm)電 2KM; 3、35kV 變壓器，開關，; 4、10kV電動機，變壓器; 5、600MW及以下發電機等	22kV Ⅹ 6台	攜帶型
324/32	110kV（300mm）電 纜 3KM	130kV Ⅹ 2台	非攜帶型

二、發電機工頻耐壓試驗

型 號	可滿足的試驗項目	設備電抗器配置	備 注
100/50	1、100MW及以下發電機 相電容0.1-0.3uF; 2、10kV(300mm)電 纜 1KM	22kV Ⅹ 1台	攜帶型
160/40	1、600MW及以下發電機 相電容0.1-0.25uF; 2、10kV(300mm)電 纜 1.5KM	18kV Ⅹ 2台	攜帶型
216/54	1、600MW及以下發電機 相電容0.1-0.3uF; 2、10kV(300mm)電 纜 3KM 3、可兼顧發電機母線，主變等	22kV Ⅹ 4台	攜帶型

三、GIS和SF6開關交流耐壓試驗

型 號	可滿足的試驗項目	電抗器配置	備 注
216/54	1、110kV GIS的交流耐壓試驗; 2、35kV（300mm）電纜 1KM; 3、10kV（300mm）電 纜 3KM; 4、220kV以下變壓器工頻耐壓 5、110kV互感器交流耐壓	40kV Ⅹ 5台	攜帶型
100/50	1、110kV GIS的交流耐壓試驗 2、110kV互感器交流耐壓	50kV Ⅹ 4台	攜帶型

四、變壓器，電動機等設備的工頻交流耐壓試驗

型 號	可滿足的試驗項目	電抗器配置	備 注
216/54	1、110kV變壓器的工頻耐壓試驗; 4、10kV（300mm）電 纜 1KM	28kV Ⅹ 3台	攜帶型
100/50	1、110kV變壓器的工頻耐壓試驗; 2、10kV電動機的工頻耐壓試驗 3、35kV開關交流耐壓試驗; 4、10kV（300mm）電 纜 1KM	40kV Ⅹ 2台	攜帶型

串聯諧振別名

串聯諧振變壓器、變頻諧振、變頻串聯諧振、串聯諧振試驗設備、串聯諧振原理、串聯諧振套用、串聯諧振系統、變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置、調頻串聯諧振裝置、變頻串聯諧振試驗裝置，電纜交流耐壓試驗裝置、串聯諧振耐壓試驗設備。

產品分析

各種大型電力變壓器、電力電纜、汽輪及水輪發電機及其它容性設備的交流耐壓試驗都必須嚴格按照試驗規程定期進行。在工頻條件下，由於被試品電容量較大，或者試驗電壓要求較高，對試驗裝置的電源容量相應的也有較高的要求，傳統的工頻耐壓裝置往往單件體積大，重量重，不便於現場搬運，而且不便於任意組合，靈活性較差。比較好的方法是採用串聯諧振的方法進行耐壓試驗。相比，變頻串聯諧振試驗裝置（體積與重量約為傳統試驗變壓器的1/10～1/30）體積小，重量輕，易搬動，而且是分件式設計，便於根據現場需求靈活配置電抗器的個數，大大降低了勞動強度，提高工作效率。

各部件作用一覽表

組成部件： 由變頻電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和電容分壓器組成。

1.變頻電源：將220V/380V，50HZ的電源變為頻率可調、電壓連續可調，同時集操作、保護、控制、監測功能於一體

2.勵磁變壓器：將變頻電源輸出的電壓升壓，同時隔離高壓和低壓

3.高壓電抗器：與容性試品發生串聯諧振

4.分壓器：測量調節器上的高壓電壓值和低壓

成套設備主要技術參數

*工作電源;220V/380V,50HZ 380V±10%三相或220V±10%單相

*試驗容量：30-30000KVA 0～5000kVA

*試驗電壓：1000KV及以下

*諧振頻率範圍：20-300Hz*試驗電壓波形：正弦波波形畸變率小於等於0.3%

*系統測量精度：1.0級

*試驗電壓冷確度：1級*頻率調節：0.01Hz

成套設備圖片

*保護回響時間：小於1微秒

*系統具有過電壓保護、過電流保護、放電保護、擊穿跳閘保護、過熱保護。

安全提示：試驗時接地一定要安全可靠，以確保試驗人員與被試品的安全。