一、 LYYD2000變頻串聯(lián)諧振試驗電源主要功能及技術(shù)特點(diǎn)
采用了基于DSP平臺技術(shù)的SPWM控制，集調壓、調頻、控制及保護于一身，輸出波形失真小，頻率穩定，具有良好的過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱、放電保護等功能，可廣泛適用于發(fā)電機、電力變壓器、GIS、交聯(lián)高壓電纜、高壓開(kāi)關(guān)、互感器等電力設備的交流耐壓試驗。
1．裝置具有過(guò)壓、過(guò)流、零位啟動(dòng)、系統失諧（閃絡(luò )）等保護功能，過(guò)壓過(guò)流保護值可以根據用戶(hù)需要進(jìn)行整定。
2．整個(gè)裝置單件重量很輕，便于現場(chǎng)使用。
3．裝置具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作模式，方便用戶(hù)根據現場(chǎng)情況靈活選擇，提高試驗速度。手動(dòng)模式可使用電位器進(jìn)行升壓，使用尤其方便。
4．能存儲和異地打印數據。
5．采用工業(yè)觸摸屏進(jìn)行控制，人機界面好，操作方便，觸摸屏可顯示掃頻曲線(xiàn)，方便使用者直觀(guān)了解是否找到諧振點(diǎn)。
二、 LYYD2000變頻串聯(lián)諧振試驗電源系統整體技術(shù)指標
1．工作溫度：-10℃～45℃；
2．工作濕度：≤85%；
3．海拔：≤1000m；
4．供電電源電壓：三相AC380V±10%(或單相AC220V±10%)，50Hz；
注：當實(shí)際輸出電流大于15A時(shí)，建議使用三相AC380V電源供電
5．電源*大功率：10kW(三相AC380V電源供電時(shí))；
6．*大試驗容量：300kVA；
7．工作頻率范圍：20~300Hz；
8．調頻步進(jìn)頻率：0.1Hz；
9．調頻不穩定度：<0.05%；
10．諧振電壓波形：正弦波，畸變率<1%；
11．系統測量精度：1.0級；
三、 LYYD2000變頻串聯(lián)諧振試驗電源主要相關(guān)標準
1.《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》 GB50150-2006
2.《高壓諧振試驗裝置》 DL/T 849.6-2004
3.《高壓試驗裝置通用技術(shù)條件 第2部分：工頻高壓試驗裝置》 DL/T848.1-2
4.《電力設備預防性試驗規程》 DL/T T596.6-1996
5.《電抗器》 GB10229.88
6.《耦合電容器和電容分壓器》 IEC358(1990)
四、 LYYD2000變頻串聯(lián)諧振試驗電源應用范圍
配置主要針對6~35kV交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗以及實(shí)際試驗電壓低于300kV的其它電力高壓設備如發(fā)電機、變壓器、GIS、開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)、套管、互感器等的交流耐壓試驗。
五、 LYYD2000變頻串聯(lián)諧振試驗電源設備組成
主要由變頻控制電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器和補償電容器組成。各部件分別介紹如下：
輸入電壓：三相AC380V或單相AC220V±10% 50Hz
*大功率：10kW
輸出電壓頻率：20～300Hz連續可調
頻率步進(jìn)：0.1Hz步進(jìn)可調
輸出波形：正弦波
頻率不穩定度：≤0.05%
額定工作電流：25A
勵磁變壓器為單相干式自冷，它的主要作用是將變頻電源輸出的正弦波電壓升壓到合適的試驗電壓值，一般勵磁變壓器有多個(gè)繞組，配合電抗器使用，可滿(mǎn)足不同電壓等級、不同容量的試驗要求，勵磁變壓器的容量與變頻電源相同。
電抗器采用干式結構，可單獨或任意串聯(lián)、并聯(lián)使用，環(huán)氧樹(shù)脂絕緣筒外殼。
電抗器并聯(lián)，增加電流容量，電感減??；電抗器串聯(lián)，增加電壓耐壓等級，電感增加。實(shí)際應用時(shí)，可根據實(shí)際情況進(jìn)行串、并聯(lián)，以滿(mǎn)足試驗電壓、電流的需要。
環(huán)氧筒外殼，用來(lái)測量被試品(電力電纜或其它)的試驗電壓。
電容分壓器是高電壓測試設備，內部一般由兩個(gè)電容
C1、C2串聯(lián)而成，如圖它將高電壓降為幾十伏的低電壓輸出，供測量和保護使用，如不考慮寄生電感的影響，分壓比 N與頻率無(wú)關(guān)，由C1、C2的電容量決定。
補償電容是在小容量試品（如短電纜、變壓器、GIS等）試驗時(shí)，把它和試品并聯(lián)，將諧振頻率控制在一定的范圍內（如45~65Hz），使用時(shí)，應注意電容的耐壓，可選配。
變頻電源主控器配備有專(zhuān)用引線(xiàn)和插頭與其他設備進(jìn)行連接，包括與電源的專(zhuān)用動(dòng)力引線(xiàn)，與勵磁變壓器的低壓引線(xiàn)，與分壓器的專(zhuān)用測量引線(xiàn)，專(zhuān)用接地引線(xiàn)等。
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序號
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部件名稱(chēng)
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型號規格
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單位
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數量
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1
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變頻控制電源
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臺
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1
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2
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勵磁變壓器
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臺
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1
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3
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電抗器
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臺
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若干
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4
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電容分壓器
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臺
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1
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5
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補償電容器
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臺
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選配
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6
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裝置附件（電源線(xiàn)、各部分連接線(xiàn)）
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套
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1
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如圖右圖所示，電感L與電容C串聯(lián)構成串聯(lián)諧振回路，R為整個(gè)回路的等效電阻。當在回路中施加一個(gè)交流電壓時(shí)：
回路的感抗：
回路的容抗：
回路總阻抗：
諧振原理圖
當改變回路參數或電源頻率，使感抗和容抗相等時(shí)，施加于電感上的電壓UL和電容上的電壓UC大小相等，方向相反，相互抵消，整個(gè)回路呈阻性，阻抗為*小值Z = R，回路電流為*大值，電容上的電壓為*大值，此時(shí)稱(chēng)為串聯(lián)諧振狀態(tài)。
當回路處于諧振狀態(tài)時(shí)，
回路電流：
(2-1)
電源功率：
(2-2)
諧振頻率：
(2-3)
回路品質(zhì)因素：
(2-4)
電容上的電壓：
(2-5)
電感上的電壓：
(2-6)
電容上的功率：
(2-7)
根據上述分析，可以得出以下幾點(diǎn)結論：
1.串聯(lián)回路的諧振條件為
；
對于不同的試品電容C，調節頻率f或電感L均可以使回路諧振，前者稱(chēng)為變頻諧振系統，后者稱(chēng)為調感式諧振系統。
2.由式（2-5）可知，諧振時(shí)試品電容上的電壓UC等于電源輸入電壓U的Q倍。在工程應用中，品質(zhì)因素主要由電抗器決定，約等于電抗器的感抗與直流電阻之比，一般為20~120之間，因此可以用低壓電源通過(guò)諧振在試品上獲得高電壓。
3.由式（2-7）可知，諧振時(shí)試品電容上所產(chǎn)生的容量是電源提供容量的Q倍。因此可以用低容量的電源通過(guò)諧振，在試品上產(chǎn)生大的試驗容量。其中Q為回路的品質(zhì)因素。
在現場(chǎng)試驗之前，應根據不同的試驗對象、規程要求和計算結果，預先確定本次試驗的方案與需要攜帶的變頻控制電源、電抗器、分壓器等試驗設備的規格與數量。下面將以6~35kV電纜變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗為例，對現場(chǎng)試驗的頻率與容量如何確定與計算示例如下：
1．諧振頻率控制范圍
2．試驗電纜長(cháng)度（主要確定試品的電容量）
3．試驗電壓
4．單節電抗器的絕緣耐壓、電感量、*大工作電流
5．變頻控制電源與勵磁變壓器功率
6．補償電容的電壓等級與容量
其中，諧振頻率控制范圍、試品的電容量與試驗電壓在試驗之前需要明確。需要通過(guò)計算明確的有：電抗器的規格與數量、變頻電源與勵磁變壓器容量。
電抗器是否需要串聯(lián)，首先應考慮試驗電壓，通常單節電抗器的額定電壓在18~26KV，電感量一般在20~100H左右。對10kV電纜一般用單節或單節并聯(lián)即可滿(mǎn)足要求。而對35kV電纜則需要考慮采用2節或3節電抗器串聯(lián)，或者2節或3節電抗器串聯(lián)后再并聯(lián)。
對于長(cháng)電纜尤其是截面積較大的長(cháng)電纜，由于其電容量較大，根據諧振頻率公式
，會(huì )出現諧振頻率低于下限頻率的情況。此時(shí)應設法減小電感量，采用的方法是電抗器并聯(lián)。
對于短電纜尤其是截面積較小的短電纜，由于其電容量較小，根據諧振頻率公式
，會(huì )出現諧振頻率高于上限頻率的情況，此時(shí)應設法增大電感量。采用的方法是電抗器串聯(lián)，電抗器串聯(lián)后會(huì )減小試驗回路電流，減小變頻控制器與勵磁變壓器的功率。對于更短的電纜（如50m左右），則可考慮采用并聯(lián)補償電容方法來(lái)降低諧振頻率。
7.4LYYD2000變頻串聯(lián)諧振試驗電源變頻控制電源與勵磁變壓器容量
試品上試驗功率由變頻控制器通過(guò)勵磁變壓器提供，由于諧振放大作用，變頻控制器與勵磁變壓器輸出的功率只需試品上試驗功率的1/Q倍。盡管如此，當被試電纜長(cháng)度較長(cháng)時(shí)，要求變頻控制器與勵磁變壓器輸出功率仍比較高。通常情況下10kVA的輸出容量可滿(mǎn)足絕大部分6~35KV電纜試驗要求。
7.5LYYD2000變頻串聯(lián)諧振試驗電源計算實(shí)例
例1：某交接試驗，有一條YJV 8.7/10kV、截面積為300mm2、長(cháng)度為1km的電纜，要求試驗頻率控制在45~65Hz。單節電抗器規格為：額定電壓18kV，額定工作電流1.2A，電感量55H。
根據交聯(lián)電纜試驗規程，該等級電纜的試驗電壓為2U0，即17.4kV；查表得知該型號電纜1km的電容量為0.37uf ，電抗器只要選擇單節不小于18KV的額定電壓即可。
計算諧振頻率：
此時(shí)諧振頻率已低于下限頻率
45Hz，因此可采用2節電抗器并聯(lián)以減小電感量，并聯(lián)后的電感量為27.5H，此時(shí)諧振頻率為：
，該諧振頻率符合控制要求。
此時(shí)回路的諧振電流為：
兩只電抗器并聯(lián)后的額定電流為2.4A，諧振電流為2.02A符合要求。
試品上的視在功率：
若Q值取30，變頻控制電源與勵磁變壓器有效輸出功率：
例2：某交接試驗，有一條YJV 26/35kV、截面積為185mm2、長(cháng)度為1km的電纜，要求試驗頻率控制在30~75Hz。單節電抗器規格為：額定電壓18kV，額定工作電流2.0A，電感量55H。
根據交聯(lián)電纜試驗規程，該等級電纜的試驗電壓為2U0，即52kV，根據試驗電壓值，電抗器必須要3個(gè)單節串聯(lián)（165H）；查表得知該型號電纜1km的電容量為0.163uf。
計算諧振頻率：
符合控制要求。
此時(shí)回路的諧振電流為：
試品上的視在功率：
若Q值取30，變頻控制電源與勵磁變壓器有效輸出功率：