串联谐振变压器
随着电力电子技术的发展，采用高压谐振技术对大容量电气设备进行工频耐压试验已经成为可能，已被广泛用于电缆，电容器、发电机等具有大电容的电力设备的交流试验。原理是通过调节铁心磁路的气隙长度，得到连续变化的电感L，使其与被试品对地电容C发生谐振。本文以一台150kVA试验装置为模型，阐述高压谐振变压器的原理与有关参数的计算。
英文:串联谐振变压器The series resonant transforme
- 中文名称 串联谐振变压器
- 外文名称 The series resonant transforme
- 原理 采用高压谐振技术对大容量电气
- 应用 发电机的交流耐压试验
谐振变压器原理
在回路频率f=1/2π√LC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上的电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就在试品CX上产生较高的试验电压。
变频谐振试验装置主要用于以下方面:
1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验
2、6kV-500kV变压器的工频耐压试验
3、GIS和SF6开关的交流耐压试验
4、发电机的交流耐压试验
5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。
串联谐振的优点
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，谐振激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1/3-1/5.
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，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忧患。
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，电弧即可熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪落电压前断开电源，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。
串联谐振配置表
型号解读:44/22，容量为44KVA，电压为22KV
一、电缆交流耐压试验
型 号 | 可满足的试验项目 | 设备电抗器 | |
100/50 | 10kV(300mm)电 缆 1KM | 22kV Ⅹ 1台 | 便携式 |
160/40 | 1、10kV(300mm)电 缆 3KM 2、35kV(300mm)电缆 1KM | 22kV Ⅹ 3台 | 便携式 |
216/54 | 1、10kV(300mm)电 缆 5KM 2、35kV(300mm)电 2KM 3、35kV 变压器，开关， 4、10kV电动机，变压器 5、600MW及以下发电机等 | 22kV Ⅹ 6台 | 便携式 |
324/32 | 110kV(300mm)电 缆 3KM | 130kV Ⅹ 2台 | 非便携式 |
二、发电机工频耐压试验
型 号 | 可满足的试验项目 | 设备电抗器配置 | 备 注 |
100/50 | 1、100MW及以下发电机 相电容0.1-0.3uF 2、10kV(300mm)电 缆 1KM | 22kV Ⅹ 1台 | 便携式 |
160/40 | 1、600MW及以下发电机 相电容0.1-0.25uF 2、10kV(300mm)电 缆 1.5KM | 18kV Ⅹ 2台 | 便携式 |
216/54 | 1、600MW及以下发电机 相电容0.1-0.3uF 2、10kV(300mm)电 缆 3KM 3、可兼顾发电机母线，主变等 | 22kV Ⅹ 4台 | 便携式 |
三、GIS和SF6开关交流耐压试验
型 号 | 可满足的试验项目 | 电抗器配置 | 备 注 |
216/54 | 1、110kV GIS的交流耐压试验 2、35kV(300mm)电缆 1KM 3、10kV(300mm)电 缆 3KM 4、220kV以下变压器工频耐压 5、110kV互感器交流耐压 | 40kV Ⅹ 5台 | 便携式 |
100/50 | 1、110kV GIS的交流耐压试验 2、110kV互感器交流耐压 | 50kV Ⅹ 4台 | 便携式 |
四、变压器，电动机等设备的工频交流耐压试验
型 号 | 可满足的试验项目 | 电抗器配置 | 备 注 |
216/54 | 1、110kV变压器的工频耐压试验 4、10kV(300mm)电 缆 1KM | 28kV Ⅹ 3台 | 便携式 |
100/50 | 1、110kV变压器的工频耐压试验 2、10kV电动机的工频耐压试验 3、35kV开关交流耐压试验 4、10kV(300mm)电 缆 1KM | 40kV Ⅹ 2台 | 便携式 |
串联谐振别名
串联谐振变压器、变频谐振、变频串联谐振、串联谐振试验设备、串联谐振原理、串联谐振应用、串联谐振系统、变频串联谐振交流耐压试验装置、调频串联谐振装置、变频串联谐振试验装置，电缆交流耐压试验装置、串联谐振耐压试验设备。
产品分析
各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验都必须严格按照试验规程定期进行。在工频条件下，由于被试品电容量较大，或者试验电压要求较高，对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置往往单件体积大，重量重，不便于现场搬运，而且不便于任意组合，灵活性较差。比较好的方法是采用串联谐振的方法进行耐压试验。相比，变频串联谐振试验装置(体积与重量约为传统试验变压器的1/10~1/30)体积小，重量轻，易搬动，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。
各部件作用一览表
组成部件: 由变频电源、励磁变压器、高压电抗器和电容分压器组成。
1.变频电源:将220V/380V，50HZ的电源变为频率可调、电压连续可调，同时集操作、保护、控制、监测功能于一体
2.励磁变压器:将变频电源输出的电压升压，同时隔离高压和低压
3.高压电抗器:与容性试品发生串联谐振
4.分压器:测量调节器上的高压电压值和低压
成套设备主要技术参数
*工作电源;220V/380V,50HZ 380V±10%三相或220V±10%单相
*试验容量:30-30000KVA 0~5000kVA
*试验电压:1000KV及以下
*谐振频率范围:20-300Hz*试验电压波形:正弦波波形畸变率小于等于0.3%
*系统测量精度:1.0级
*试验电压冷确度:1级*频率调节:0.01Hz
*保护响应时间:小于1微秒
*系统具有过电压保护、过电流保护、放电保护、击穿跳闸保护、过热保护。
安全提示:试验时接地一定要安全可靠，以确保试验人员与被试品的安全。