變頻諧振工作原理(三):串聯(lián)諧振時(shí)的電壓關(guān)系
串聯(lián)諧振時(shí)的電壓關(guān)系
諧振時(shí)各元件的電壓分別為
即諧振時(shí)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(shí),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(lián)諧振又稱(chēng)電壓諧振。常見(jiàn)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(shí)先通過(guò)調節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(chǎn)生較高的試驗電壓。在實(shí)際現場(chǎng)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(lián)諧振的品質(zhì)因數,U 激為激勵變壓器輸出電壓。例如:假設系統串聯(lián)諧振的品質(zhì)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(shí),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(zhì)因數
即:U 試=4kV*30=120kV
諧振時(shí)各元件的電壓分別為
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(chǎn)生較高的試驗電壓。在實(shí)際現場(chǎng)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(lián)諧振的品質(zhì)因數,U 激為激勵變壓器輸出電壓。例如:假設系統串聯(lián)諧振的品質(zhì)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(shí),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(zhì)因數
即:U 試=4kV*30=120kV