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试验中为什么串联谐振找不到谐振点

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2024/9/10 9:09:54

       串联谐振装置主要针对交联电缆、水力发电机、主变、母线、GIS等的交流耐压试验,具有较宽的适用范围,是地、市、县级高压试验部门及电力安装、修试工程单位理想的耐压设备。

该装置主要由变频控制电源、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器(选配)组成。

串联谐振在电力系统中应用的优点:

1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的,在整个系统中,电源只需要提供系统中有功消耗的部分,因此,试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中,不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器,而且,谐振励磁电源只需试验容量的1/Q,使得系统重量和体积大大减少,一般为普通试验装置的1/10-1/30。

3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路,能改善输出电压的波形畸变,获得很好的正弦波形,有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态,当试品的绝缘弱点被击穿时,电路立即脱谐,回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时,击穿电流立即上升几十倍,两者相比,短路电流与击穿电流相差数百倍。所以,串联谐振能有效的找到绝缘弱点,又不存在大的短路电流烧伤故障点的隐患。

5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时,因失去谐振条件,高电压也立即消失,电弧即刻熄灭,且恢复电压的再建立过程很长,很容易在再次达到闪络电压前断开电源,这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程,其过程长,而且,不会出现任何恢复过电压。

在电力系统测试中,串联谐振试验常用于对高压电缆、电机、变压器等设备进行耐压试验。这一方法依赖于电路中电感(L)和电容(C)之间的谐振效应,从而在较低的电源电压下产生较高的试验电压。但在实际操作过程中,有时会遇到无法找到谐振点的情况,这不仅影响测试效率,还可能造成资源浪费。本文将探讨串联谐振找不到谐振点的原因,并通过具体案例说明如何解决此类问题。

串联谐振找不到谐振点的原因分析

串联谐振试验中无法找到谐振点,通常由以下原因造成:

参数计算错误:如果电感(L)和电容(C)的值计算有误,或者设备的实际参数与理论值不符,就可能导致无法找到正确的谐振频率。

设备故障:试验设备本身的故障也可能导致无法找到谐振点,例如调频电源、励磁变压器或谐振电抗器等出现问题。

外部干扰:试验现场存在较强的电磁干扰,尤其是高频干扰,可能会影响谐振条件的形成。

连接问题:电缆连接不当或接触不良,导致试验回路中的电感或电容发生变化,影响谐振点的确定。

负载特性:被试品的特性,如非线性电容或电感,也可能导致谐振点难以确定。

案例介绍

某电力公司在对一条新铺设的高压电缆进行串联谐振耐压试验时遇到了难题。尽管多次调整了试验频率,却始终未能找到预期的谐振点,导致试验无法继续进行。

案例分析与解决方法

为了找出问题所在,技术人员进行了如下步骤的排查:

复核参数:首先,复核了电缆及其他设备的参数是否准确。通过查阅电缆的技术手册,并使用高精度的电容表重新测量电缆的电容量,发现电缆的实际电容比原先估计的要大,这意味着原来的谐振频率计算偏低。

检查设备:接下来,检查了所有试验设备的状态,确保调频电源、励磁变压器、谐振电抗器等都处于良好工作状态。通过替换备用设备进行测试,排除了设备故障的可能性。

屏蔽干扰:考虑到试验场地附近存在较多的电磁干扰源,如高压线路和变电站,技术人员增加了屏蔽措施,减少了干扰的影响。

检查连接:重新检查了电缆和试验设备之间的连接,确保所有的接头牢固并且没有松动。同时,使用万用表检测连接点的导通性,确保没有虚接或断开。

调整试验策略:鉴于电缆的实际电容值大于预期,调整了试验策略,重新计算了谐振频率,并相应调整了试验设备的设置。

解决方案

通过上述排查,最终发现是由于电缆实际电容值与预估值之间的差异导致了无法找到谐振点。调整了谐振频率之后,试验成功找到了谐振点,并完成了对电缆的耐压试验。

结论

在进行串联谐振试验时,找不到谐振点可能是由多种因素造成的。面对这种情况,应当系统地检查各个环节,包括参数计算、设备状态、外部干扰以及连接情况。通过科学的方法和细致的排查,可以有效地解决问题,确保试验顺利进行。对于复杂的试验,建议在开始之前进行全面的准备工作,包括参数验证和环境评估,以减少试验过程中可能出现的不确定性。


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