串聯(lián)諧振耐壓主要針對(duì)交聯(lián)電纜、水力發(fā)電機(jī)、主變、母線、GIS等的交流耐壓試驗(yàn),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(yàn),具有較寬的適用范圍。同時(shí)具有重量輕、體積小(體積與重量約為傳統(tǒng)試驗(yàn)變壓器的1/10~1/30)、輸出電壓穩(wěn)定、擊穿失諧等優(yōu)點(diǎn)。而且是分件式設(shè)計(jì),便于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求靈活配置電抗器的個(gè)數(shù),大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率。是地、市、縣級(jí)高壓試驗(yàn)部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。
在整個(gè)串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)中,最重要的一個(gè)條件就是找到準(zhǔn)確的諧振點(diǎn)。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(shí),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(shí)電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R,電路中總阻抗最小,電流將達(dá)到最大值。
在回路頻率

時(shí),回路產(chǎn)生諧振,此時(shí)試品上的電壓是勵(lì)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(dá)到試驗(yàn)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(yàn)電壓。
目前各個(gè)廠家的串聯(lián)諧振都是通過變頻器進(jìn)行頻率輸出,然后通過電壓回采的方式來(lái)進(jìn)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(duì)應(yīng)的頻率,即為諧振點(diǎn)的頻率。這種實(shí)現(xiàn)方式,主要問題有兩個(gè):
重復(fù)性差;由于變頻器的輸出的不穩(wěn)定性和采樣點(diǎn)的隨機(jī)性比較大。隨意對(duì)于電壓采樣,得到的結(jié)果,所對(duì)應(yīng)的電壓不能很好的反應(yīng)整個(gè)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(shí)間差,特別是通過電壓變送器之后,采樣的信號(hào)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(gè)調(diào)諧速度非常漫長(zhǎng)。正常掃頻范圍為30-300Hz,以1Hz為單位進(jìn)行單位進(jìn)行掃描,一步需要的時(shí)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(duì)于諧振點(diǎn)要求較高的場(chǎng)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(duì)以上現(xiàn)有缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)。采用DSP+FPGA的方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算邏輯進(jìn)行整合。首先是和顯示交互部分進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,然后根據(jù)交互的結(jié)果進(jìn)行分析判斷,通過DSP進(jìn)行計(jì)算,通過共享DDRAM將運(yùn)算結(jié)果共享到FPGA,FPGA通過控制AD9832進(jìn)行頻率輸出,與此同時(shí),F(xiàn)PGA還要和信號(hào)回采部分進(jìn)行通信,將采樣值返回到DSP進(jìn)行運(yùn)算。然后DSP對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)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(jìn)行顯示或者繪制趨勢(shì)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(diǎn)精度高、諧振點(diǎn)重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
1.掃描速度快:
現(xiàn)有產(chǎn)品的查找諧振點(diǎn)的速度很慢,每一步的時(shí)間約為500ms,掃頻范圍為30-300Hz,每一步的步長(zhǎng)為0.5Hz,理論總時(shí)間為270*2*0.5=270s,經(jīng)秒表測(cè)算發(fā)現(xiàn)其查找諧振點(diǎn)的時(shí)間為267.54s。
武漢華意電力科技有限公司升級(jí)算法后的新型查找諧振點(diǎn)的方法,經(jīng)理論和實(shí)際試驗(yàn),每一步掃描的時(shí)間為20ms,第一遍掃描30-300Hz,一共是270步,耗時(shí)270*20為5.4s;第二遍掃描范圍為10Hz,步長(zhǎng)為0.1Hz每一步為20ms,共耗時(shí)2s;第三遍掃描范圍為2Hz,步長(zhǎng)為0.01Hz,每一步時(shí)間為20ms,共耗時(shí)4s;所以全部總耗時(shí)理論時(shí)間為11.4s;實(shí)際用秒表測(cè)算,總耗時(shí)為10.96s。
由以上數(shù)據(jù)可以看出華意電力查找諧振點(diǎn)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(shí)節(jié)約電力試驗(yàn)人員的工作時(shí)間,優(yōu)化工作效率。可以有更多的時(shí)間用來(lái)對(duì)被試品進(jìn)行試驗(yàn)。同時(shí)減少了儀器的使用時(shí)間,有效延長(zhǎng)儀器的使用壽命。
2.諧振點(diǎn)精度高
現(xiàn)有產(chǎn)品的查找諧振點(diǎn)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(diǎn)就是可以大大提高了諧振點(diǎn)的精度,提高到1%,可以使整個(gè)諧振系統(tǒng)的效率更高,從而降低各種損耗。
3.諧振點(diǎn)重復(fù)性好
現(xiàn)有設(shè)備查找諧振點(diǎn),多次重復(fù)查找的結(jié)果誤差一般都>0.5Hz,這個(gè)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(wú)法實(shí)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(diǎn)的重復(fù)性非常高!多次掃描諧振點(diǎn)后,結(jié)果重復(fù)誤差均<0.1Hz,對(duì)于試驗(yàn)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(lái)計(jì)算真?zhèn)€試驗(yàn)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(chǎng)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(diǎn)超過300Hz,或者低于30Hz就很難準(zhǔn)確的找到諧振點(diǎn)。華意電力先研制的新型串聯(lián)諧振電源,對(duì)頻率進(jìn)行20Hz-310Hz快速全頻段掃描,將頻率擴(kuò)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(diǎn)的情況。同時(shí)也大大的擴(kuò)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(jì)量院等多家電力相關(guān)單位及客戶都給予了很高的評(píng)價(jià),華意電力一流的研發(fā)團(tuán)隊(duì)可根據(jù)客戶特有需求進(jìn)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(guó)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(duì)不同電壓等級(jí)的試驗(yàn)需求,定制不同配置的電氣試驗(yàn)產(chǎn)品。
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