特高压电力旗下的串联谐振可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。
串联谐振时的电压关系:
谐振时各元件的电压分别为 URO = RI O = US ULO = jω0LIO = jω0L U s R = jQUs UCO = j 1 ω0C o =− j 1 ω0C US R =− jQUS 即谐振时电感电压和电容电压有效值相等,均为外施电压的 Q 倍,但电感电压超前外施电压 90°,电容电压滞后外施电压 90°, 总的电抗电压为 0。在电路 Q 值较高时,电感电压和电容电压的数值 都将远大于外施电压的值,所以串联谐振又称电压谐振。常见的试品如变压器、GIS 系统、SF6 断路器、电流互感器、电 力电缆、套管等均为容性,系统配备的电抗器为感性,试验时先通过 调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振,再在回路谐振的条件 下调节变频电源输出电压使试品电压达到试验值。
由于回路的谐振, 变频电源较小的输出电压就可在试品上产生较高的试验电压。在实际现场应用中试品上的高压电压和低压电压遵循以下公式:U 试 = QU 激 其中:U 试为高压谐振试验电压,Q 为系统串联谐振的品质因数, U 激为激励变压器输出电压。例如:假设系统串联谐振的品质因数 Q 为 30,激励变压器选择 16kV 的抽头,激励变压器额定输入电压为 400V,如果激励变压器输 入电压为 100V 时,高压电压计算步骤如下:
①计算激励变压器变比 激励变压器变比 N=激励变压器所选抽头电压/输入额定电压 即:N=16kV/400V=16000/400=40
②计算激励变压器输出电压 激励变压器输出电压=激励变压器输入电压*激励变压器变比 即:U 激=100V*40=4kV
③计算高压谐振试验电压 高压谐振试验电压=激励变压器输出电压*系统品质因数 即:U 试=4kV*30=120kV 故系统最终的高压谐振试验电压为 120kV。