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华意电力研发部总结:串联谐振耐压试验之谐振点的搜寻

发布时间:2019-08-07 09:12:04 浏览次数:1422

串联谐振耐压主要针对交联电缆、水力发电机、主变、母线、GIS等的交流耐压试验,适用于大容量,高电压的电容性试品的交接和预防性试验,具有较宽的适用范围。同时具有重量轻、体积小(体积与重量约为传统试验变压器的1/10~1/30)、输出电压稳定、击穿失谐等优点。而且是分件式设计,便于根据现场需求灵活配置电抗器的个数,大大降低了劳动强度,提高工作效率。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。

在整个串联谐振耐压试验中,最重要的一个条件就是找到准确的谐振点。在电阻、电感及电容所组成的串联电路内,当容抗XC与感抗XL相等时,即XC=XL,电路中的电压U与电流I的相位相同,电路呈现纯电阻性,这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R,电路中总阻抗最小,电流将达到最大值。

在回路频率

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时,回路产生谐振,此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素,即电压谐振倍数,一般为几十到一百以上。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CX上产生较高的试验电压。

目前各个厂家的串联谐振都是通过变频器进行频率输出,然后通过电压回采的方式来进行分析判断,根据采到的结果得出最高电压,然后查找到最高电压所对应的频率,即为谐振点的频率。这种实现方式,主要问题有两个:

重复性差;由于变频器的输出的不稳定性和采样点的随机性比较大。随意对于电压采样,得到的结果,所对应的电压不能很好的反应整个系统的谐振频率。

扫描速度慢;由于变频器输出和采样有一定的时间差,特别是通过电压变送器之后,采样的信号一滞后200-300ms。所以采样到的电压,具有滞后性。为了满足采样,所以要尽可能放慢采样速度,以至于整个调谐速度非常漫长。正常扫频范围为30-300Hz,以1Hz为单位进行单位进行扫描,一步需要的时间要有270s。

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扫描精度低,变频器扫频的频率一般比较低以1Hz居多,最大分辨率为0.5Hz,扫描的精度比较差,对于谐振点要求较高的场所不能得到很好的应用。

武汉华意电力科技有限公司新研制成功新型串联谐振耐压装置,针对以上现有缺点进行改进升级。采用DSP+FPGA的方式对整个系统的运算逻辑进行整合。首先是和显示交互部分进行数据通讯,然后根据交互的结果进行分析判断,通过DSP进行计算,通过共享DDRAM将运算结果共享到FPGA,FPGA通过控制AD9832进行频率输出,与此同时,FPGA还要和信号回采部分进行通信,将采样值返回到DSP进行运算。然后DSP对运算结果进行分析判断,并通过数据通讯发送到显示交互部分进行显示或者绘制趋势曲线。

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武汉华意电力科技有限公司最新研制新型串联谐振耐压变频电源,具有扫描速度快、谐振点精度高、谐振点重复性好等优点。

1.扫描速度快:

现有产品的查找谐振点的速度很慢,每一步的时间约为500ms,扫频范围为30-300Hz,每一步的步长为0.5Hz,理论总时间为270*2*0.5=270s,经秒表测算发现其查找谐振点的时间为267.54s。

武汉华意电力科技有限公司升级算法后的新型查找谐振点的方法,经理论和实际试验,每一步扫描的时间为20ms,第一遍扫描30-300Hz,一共是270步,耗时270*20为5.4s;第二遍扫描范围为10Hz,步长为0.1Hz每一步为20ms,共耗时2s;第三遍扫描范围为2Hz,步长为0.01Hz,每一步时间为20ms,共耗时4s;所以全部总耗时理论时间为11.4s;实际用秒表测算,总耗时为10.96s。

由以上数据可以看出华意电力查找谐振点的方法速度为现有谐振装置查找谐振装置方法的25倍以上。大大提高了扫频的速度,同时节约电力试验人员的工作时间,优化工作效率。可以有更多的时间用来对被试品进行试验。同时减少了仪器的使用时间,有效延长仪器的使用寿命。

2.谐振点精度高

现有产品的查找谐振点的精度一般都是1Hz,最高到0.5Hz,而且由于结构和方案原因,很难再把精度做的更高了。

华意电力新型串联谐振设备由于应用了数字DDS技术,最小精度可以做到0.01Hz,较之现有产品精度提高了50倍。

这样做的优点就是可以大大提高了谐振点的精度,提高到1%,可以使整个谐振系统的效率更高,从而降低各种损耗。

3.谐振点重复性好

现有设备查找谐振点,多次重复查找的结果误差一般都>0.5Hz,这个和扫描精度有很大关系,扫描精度最小也就是0.5Hz,所以每次的结果变化较大,无法实现较好的重复性。华意电力新型串联谐振装置采用二分算法,和较高的采样速度,以及较高的采样精度,使得扫描到的谐振点的重复性非常高!多次扫描谐振点后,结果重复误差均<0.1Hz,对于试验情况的分析有很大的好处,可以更加精准的根据扫描结果来计算真个试验系统的电容以及电感量,可以更加准确的分析问题。

4.扫描范围广

市场上现有产品扫频范围全部都是30-300Hz范围之内,如果谐振点超过300Hz,或者低于30Hz就很难准确的找到谐振点。华意电力先研制的新型串联谐振电源,对频率进行20Hz-310Hz快速全频段扫描,将频率扩展到300Hz以上和30Hz以下,完美解决了在频率边缘出现谐振点的情况。同时也大大的扩大了串联谐振耐压装置的适用范围。

此新型串联谐振耐压设备经武汉高压所、湖北省计量院等多家电力相关单位及客户都给予了很高的评价,华意电力一流的研发团队可根据客户特有需求进行专业订制,为客户提供更加合适优质的产品。

华意电力是国内专业的电力承装(修、试)资质及电力承试设备研发生产企业,专业针对不同电压等级的试验需求,定制不同配置的电气试验产品

华意电力专业研发生产高压电气试验设备及各类仪器仪表!我们24小时尽全力为您服务:400-060-1718,了解更多访问华意电力官网:arliao.com

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