串聯諧振與電壓的關系
特高壓電力旗下的串聯諧振可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
串聯諧振時的電壓關系:
諧振時各元件的電壓分別為 URO = RI O = US ULO = jω0LIO = jω0L U s R = jQUs UCO = j 1 ω0C o =? j 1 ω0C US R =? jQUS 即諧振時電感電壓和電容電壓有效值相等,均為外施電壓的 Q 倍,但電感電壓超前外施電壓 90°,電容電壓滯后外施電壓 90°, 總的電抗電壓為 0。在電路 Q 值較高時,電感電壓和電容電壓的數值 都將遠大于外施電壓的值,所以串聯諧振又稱電壓諧振。常見的試品如變壓器、GIS 系統、SF6 斷路器、電流互感器、電 力電纜、套管等均為容性,系統配備的電抗器為感性,試驗時先通過 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上產生較高的試驗電壓。在實際現場應用中試品上的高壓電壓和低壓電壓遵循以下公式:U 試 = QU 激 其中:U 試為高壓諧振試驗電壓,Q 為系統串聯諧振的品質因數, U 激為激勵變壓器輸出電壓。例如:假設系統串聯諧振的品質因數 Q 為 30,激勵變壓器選擇 16kV 的抽頭,激勵變壓器額定輸入電壓為 400V,如果激勵變壓器輸 入電壓為 100V 時,高壓電壓計算步驟如下:
①計算激勵變壓器變比 激勵變壓器變比 N=激勵變壓器所選抽頭電壓/輸入額定電壓 即:N=16kV/400V=16000/400=40
②計算激勵變壓器輸出電壓 激勵變壓器輸出電壓=激勵變壓器輸入電壓*激勵變壓器變比 即:U 激=100V*40=4kV
③計算高壓諧振試驗電壓 高壓諧振試驗電壓=激勵變壓器輸出電壓*系統品質因數 即:U 試=4kV*30=120kV 故系統最終的高壓諧振試驗電壓為 120kV。