串聯諧振耐壓主要針對交聯電纜、水力發電機、主變、母線、GIS等的交流耐壓試驗,適用于大容量,高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗,具有較寬的適用范圍。同時具有重量輕、體積小(體積與重量約為傳統試驗變壓器的1/10~1/30)、輸出電壓穩定、擊穿失諧等優點。而且是分件式設計,便于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。是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。
在整個串聯諧振耐壓試驗中,最重要的一個條件就是找到準確的諧振點。在電阻、電感及電容所組成的串聯電路內,當容抗XC與感抗XL相等時,即XC=XL,電路中的電壓U與電流I的相位相同,電路呈現純電阻性,這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R,電路中總阻抗最小,電流將達到最大值。
在回路頻率

時,回路產生諧振,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回路發生串聯諧振,再在回路諧振的條件下調節變頻電源輸出電壓使試品電壓達到試驗值。由于回路的諧振,變頻電源較小的輸出電壓就可在試品CX上產生較高的試驗電壓。
目前各個廠家的串聯諧振都是通過變頻器進行頻率輸出,然后通過電壓回采的方式來進行分析判斷,根據采到的結果得出最高電壓,然后查找到最高電壓所對應的頻率,即為諧振點的頻率。這種實現方式,主要問題有兩個:
重復性差;由于變頻器的輸出的不穩定性和采樣點的隨機性比較大。隨意對于電壓采樣,得到的結果,所對應的電壓不能很好的反應整個系統的諧振頻率。
掃描速度慢;由于變頻器輸出和采樣有一定的時間差,特別是通過電壓變送器之后,采樣的信號一滯后200-300ms。所以采樣到的電壓,具有滯后性。為了滿足采樣,所以要盡可能放慢采樣速度,以至于整個調諧速度非常漫長。正常掃頻范圍為30-300Hz,以1Hz為單位進行單位進行掃描,一步需要的時間要有270s。

掃描精度低,變頻器掃頻的頻率一般比較低以1Hz居多,最大分辨率為0.5Hz,掃描的精度比較差,對于諧振點要求較高的場所不能得到很好的應用。
武漢華意電力科技有限公司新研制成功新型串聯諧振耐壓裝置,針對以上現有缺點進行改進升級。采用DSP+FPGA的方式對整個系統的運算邏輯進行整合。首先是和顯示交互部分進行數據通訊,然后根據交互的結果進行分析判斷,通過DSP進行計算,通過共享DDRAM將運算結果共享到FPGA,FPGA通過控制AD9832進行頻率輸出,與此同時,FPGA還要和信號回采部分進行通信,將采樣值返回到DSP進行運算。然后DSP對運算結果進行分析判斷,并通過數據通訊發送到顯示交互部分進行顯示或者繪制趨勢曲線。

武漢華意電力科技有限公司最新研制新型串聯諧振耐壓變頻電源,具有掃描速度快、諧振點精度高、諧振點重復性好等優點。
1.掃描速度快:
現有產品的查找諧振點的速度很慢,每一步的時間約為500ms,掃頻范圍為30-300Hz,每一步的步長為0.5Hz,理論總時間為270*2*0.5=270s,經秒表測算發現其查找諧振點的時間為267.54s。
武漢華意電力科技有限公司升級算法后的新型查找諧振點的方法,經理論和實際試驗,每一步掃描的時間為20ms,第一遍掃描30-300Hz,一共是270步,耗時270*20為5.4s;第二遍掃描范圍為10Hz,步長為0.1Hz每一步為20ms,共耗時2s;第三遍掃描范圍為2Hz,步長為0.01Hz,每一步時間為20ms,共耗時4s;所以全部總耗時理論時間為11.4s;實際用秒表測算,總耗時為10.96s。
由以上數據可以看出華意電力查找諧振點的方法速度為現有諧振裝置查找諧振裝置方法的25倍以上。大大提高了掃頻的速度,同時節約電力試驗人員的工作時間,優化工作效率。可以有更多的時間用來對被試品進行試驗。同時減少了儀器的使用時間,有效延長儀器的使用壽命。
2.諧振點精度高
現有產品的查找諧振點的精度一般都是1Hz,最高到0.5Hz,而且由于結構和方案原因,很難再把精度做的更高了。
華意電力新型串聯諧振設備由于應用了數字DDS技術,最小精度可以做到0.01Hz,較之現有產品精度提高了50倍。
這樣做的優點就是可以大大提高了諧振點的精度,提高到1%,可以使整個諧振系統的效率更高,從而降低各種損耗。
3.諧振點重復性好
現有設備查找諧振點,多次重復查找的結果誤差一般都>0.5Hz,這個和掃描精度有很大關系,掃描精度最小也就是0.5Hz,所以每次的結果變化較大,無法實現較好的重復性。華意電力新型串聯諧振裝置采用二分算法,和較高的采樣速度,以及較高的采樣精度,使得掃描到的諧振點的重復性非常高!多次掃描諧振點后,結果重復誤差均<0.1Hz,對于試驗情況的分析有很大的好處,可以更加精準的根據掃描結果來計算真個試驗系統的電容以及電感量,可以更加準確的分析問題。
4.掃描范圍廣
市場上現有產品掃頻范圍全部都是30-300Hz范圍之內,如果諧振點超過300Hz,或者低于30Hz就很難準確的找到諧振點。華意電力先研制的新型串聯諧振電源,對頻率進行20Hz-310Hz快速全頻段掃描,將頻率擴展到300Hz以上和30Hz以下,完美解決了在頻率邊緣出現諧振點的情況。同時也大大的擴大了串聯諧振耐壓裝置的適用范圍。
此新型串聯諧振耐壓設備經武漢高壓所、湖北省計量院等多家電力相關單位及客戶都給予了很高的評價,華意電力一流的研發團隊可根據客戶特有需求進行專業訂制,為客戶提供更加合適優質的產品。
華意電力是國內專業的電力承裝(修、試)資質及電力承試設備研發生產企業,專業針對不同電壓等級的試驗需求,定制不同配置的電氣試驗產品。
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