串聯(lián)諧振耐壓主要針對交聯(lián)電纜、水力發(fā)電機、主變、母線、GIS等的交流耐壓試驗,適用于大容量,高電壓的電容性試品的交接和預(yù)防性試驗,具有較寬的適用范圍。同時具有重量輕、體積?。w積與重量約為傳統(tǒng)試驗變壓器的1/10~1/30)、輸出電壓穩(wěn)定、擊穿失諧等優(yōu)點。而且是分件式設(shè)計,便于根據(jù)現(xiàn)場需求靈活配置電抗器的個數(shù),大大降低了勞動強度,提高工作效率。是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。
在整個串聯(lián)諧振耐壓試驗中,最重要的一個條件就是找到準(zhǔn)確的諧振點。在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi),當(dāng)容抗XC與感抗XL相等時,即XC=XL,電路中的電壓U與電流I的相位相同,電路呈現(xiàn)純電阻性,這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R,電路中總阻抗最小,電流將達到最大值。
在回路頻率

時,回路產(chǎn)生諧振,此時試品上的電壓是勵磁變高壓端輸出電壓的Q倍。Q為系統(tǒng)品質(zhì)因素,即電壓諧振倍數(shù),一般為幾十到一百以上。先通過調(diào)節(jié)變頻電源的輸出頻率使回路發(fā)生串聯(lián)諧振,再在回路諧振的條件下調(diào)節(jié)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CX上產(chǎn)生較高的試驗電壓。
目前各個廠家的串聯(lián)諧振都是通過變頻器進行頻率輸出,然后通過電壓回采的方式來進行分析判斷,根據(jù)采到的結(jié)果得出最高電壓,然后查找到最高電壓所對應(yīng)的頻率,即為諧振點的頻率。這種實現(xiàn)方式,主要問題有兩個:
重復(fù)性差;由于變頻器的輸出的不穩(wěn)定性和采樣點的隨機性比較大。隨意對于電壓采樣,得到的結(jié)果,所對應(yīng)的電壓不能很好的反應(yīng)整個系統(tǒng)的諧振頻率。
掃描速度慢;由于變頻器輸出和采樣有一定的時間差,特別是通過電壓變送器之后,采樣的信號一滯后200-300ms。所以采樣到的電壓,具有滯后性。為了滿足采樣,所以要盡可能放慢采樣速度,以至于整個調(diào)諧速度非常漫長。正常掃頻范圍為30-300Hz,以1Hz為單位進行單位進行掃描,一步需要的時間要有270s。

掃描精度低,變頻器掃頻的頻率一般比較低以1Hz居多,最大分辨率為0.5Hz,掃描的精度比較差,對于諧振點要求較高的場所不能得到很好的應(yīng)用。
武漢華意電力科技有限公司新研制成功新型串聯(lián)諧振耐壓裝置,針對以上現(xiàn)有缺點進行改進升級。采用DSP+FPGA的方式對整個系統(tǒng)的運算邏輯進行整合。首先是和顯示交互部分進行數(shù)據(jù)通訊,然后根據(jù)交互的結(jié)果進行分析判斷,通過DSP進行計算,通過共享DDRAM將運算結(jié)果共享到FPGA,FPGA通過控制AD9832進行頻率輸出,與此同時,F(xiàn)PGA還要和信號回采部分進行通信,將采樣值返回到DSP進行運算。然后DSP對運算結(jié)果進行分析判斷,并通過數(shù)據(jù)通訊發(fā)送到顯示交互部分進行顯示或者繪制趨勢曲線。

武漢華意電力科技有限公司最新研制新型串聯(lián)諧振耐壓變頻電源,具有掃描速度快、諧振點精度高、諧振點重復(fù)性好等優(yōu)點。
1.掃描速度快:
現(xiàn)有產(chǎn)品的查找諧振點的速度很慢,每一步的時間約為500ms,掃頻范圍為30-300Hz,每一步的步長為0.5Hz,理論總時間為270*2*0.5=270s,經(jīng)秒表測算發(fā)現(xiàn)其查找諧振點的時間為267.54s。
武漢華意電力科技有限公司升級算法后的新型查找諧振點的方法,經(jīng)理論和實際試驗,每一步掃描的時間為20ms,第一遍掃描30-300Hz,一共是270步,耗時270*20為5.4s;第二遍掃描范圍為10Hz,步長為0.1Hz每一步為20ms,共耗時2s;第三遍掃描范圍為2Hz,步長為0.01Hz,每一步時間為20ms,共耗時4s;所以全部總耗時理論時間為11.4s;實際用秒表測算,總耗時為10.96s。
由以上數(shù)據(jù)可以看出華意電力查找諧振點的方法速度為現(xiàn)有諧振裝置查找諧振裝置方法的25倍以上。大大提高了掃頻的速度,同時節(jié)約電力試驗人員的工作時間,優(yōu)化工作效率??梢杂懈嗟臅r間用來對被試品進行試驗。同時減少了儀器的使用時間,有效延長儀器的使用壽命。
2.諧振點精度高
現(xiàn)有產(chǎn)品的查找諧振點的精度一般都是1Hz,最高到0.5Hz,而且由于結(jié)構(gòu)和方案原因,很難再把精度做的更高了。
華意電力新型串聯(lián)諧振設(shè)備由于應(yīng)用了數(shù)字DDS技術(shù),最小精度可以做到0.01Hz,較之現(xiàn)有產(chǎn)品精度提高了50倍。
這樣做的優(yōu)點就是可以大大提高了諧振點的精度,提高到1%,可以使整個諧振系統(tǒng)的效率更高,從而降低各種損耗。
3.諧振點重復(fù)性好
現(xiàn)有設(shè)備查找諧振點,多次重復(fù)查找的結(jié)果誤差一般都>0.5Hz,這個和掃描精度有很大關(guān)系,掃描精度最小也就是0.5Hz,所以每次的結(jié)果變化較大,無法實現(xiàn)較好的重復(fù)性。華意電力新型串聯(lián)諧振裝置采用二分算法,和較高的采樣速度,以及較高的采樣精度,使得掃描到的諧振點的重復(fù)性非常高!多次掃描諧振點后,結(jié)果重復(fù)誤差均<0.1Hz,對于試驗情況的分析有很大的好處,可以更加精準(zhǔn)的根據(jù)掃描結(jié)果來計算真?zhèn)€試驗系統(tǒng)的電容以及電感量,可以更加準(zhǔn)確的分析問題。
4.掃描范圍廣
市場上現(xiàn)有產(chǎn)品掃頻范圍全部都是30-300Hz范圍之內(nèi),如果諧振點超過300Hz,或者低于30Hz就很難準(zhǔn)確的找到諧振點。華意電力先研制的新型串聯(lián)諧振電源,對頻率進行20Hz-310Hz快速全頻段掃描,將頻率擴展到300Hz以上和30Hz以下,完美解決了在頻率邊緣出現(xiàn)諧振點的情況。同時也大大的擴大了串聯(lián)諧振耐壓裝置的適用范圍。
此新型串聯(lián)諧振耐壓設(shè)備經(jīng)武漢高壓所、湖北省計量院等多家電力相關(guān)單位及客戶都給予了很高的評價,華意電力一流的研發(fā)團隊可根據(jù)客戶特有需求進行專業(yè)訂制,為客戶提供更加合適優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
華意電力是國內(nèi)專業(yè)的電力承裝(修、試)資質(zhì)及電力承試設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)企業(yè),專業(yè)針對不同電壓等級的試驗需求,定制不同配置的電氣試驗產(chǎn)品。
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