【正文】 阻的比值來表征諧振電路的性能，并稱此比值為串聯(lián)電路的品質因數(shù)，用Q表示，即 品質因數(shù)又稱共振系數(shù)，有時簡稱為Q值。三、串聯(lián)諧振時的電壓關系諧振時各元件的電壓分別為 即諧振時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900，電容電壓落后外施電壓900，總的電抗電壓為0。在電路Q值較高時，電感電壓和電容電壓的數(shù)值都將遠大于外施電壓的值，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。設諧振時電路電流為 則電容電壓為 電路中的電磁場總能量為由于諧振時有即所以 這表明，串聯(lián)諧振時，電路中電場能量最大恒等于磁場能量的最大值、而電感和電容中儲存的電磁能量總和是不隨時間變化的常量，且等于電場或磁場能量的最大值。當電場能量增加某一數(shù)值時，磁場能量必減小同一數(shù)值，反之亦然。電磁場能量的交換只在電感和電容元件之間進行．和電路外部沒有電磁能量的交換。 圖3因為 所以 這就是說，在外加電壓一定時，電磁場總能量與Q2成正比，因此可用提高或降低Q值的辦法來增強或削弱電路振蕩程度。電阻R越小，電路消耗的能量(或功率)越小，Q值越大，振蕩越激烈。在輸入信號的有效值保持不變情況下，電路的電壓、電流的大小也會隨頻率的變化而變化。在串聯(lián)諧振電路中．描繪電流、電壓與頻率關系的曲線稱諧振曲線。ω≠ωo時，Z＞R，I＜Io，Φ≠0，電路處于失諧狀態(tài)。其中，當ω＜ωo時，電路呈電容性，稱為容性失諧；當ω＞ωo時，電路呈電感性，稱為感性失諧。換言之，串聯(lián)諧振電路具有選擇最接近于諧振頻率附近的信號同時抑制其它信號的能力，我們把電路所具有的這種性能稱為電路的選擇性。進一步的研究表明，電流諧振曲線的形狀與電路品質因數(shù)Q值直接相關。為縱坐標，ω／ω。從圖中可以清楚地看出．Q值越高，曲線越尖銳，當ω／ω。)時，I／I。而Q值越低，在諧振頻率附近，電流變化不大，曲線頂部越平緩。由于Q值相同的任何R、L、C串聯(lián)電路只有—條這樣的曲線與之對應，故稱這種曲線為通用諧振曲線。第二篇 串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)中的應用本篇將分析諧振產(chǎn)品在電力系統(tǒng)中應用的一些優(yōu)點，并提供電力系統(tǒng)一些主要產(chǎn)品的諧振試驗方法和要點，為諧振產(chǎn)品在電力系統(tǒng)中更好的應用提供一些技術思想和數(shù)據(jù)。一、串聯(lián)諧振電源在電力系統(tǒng)應用中的優(yōu)點：所需電源容量大大減小。設備的重量和體積大大減少。改善輸出電壓的波形。防止大的短路電流燒傷故障點。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。二、電纜交的流耐壓試驗 問題的提出目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。國內(nèi)一些研究機構認為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗中，由于空間電荷效應，絕緣中的實際電場強度可比電纜絕緣的工作電場強度高達11倍。其次，由于施加的直流電壓場強分布與運行的交流電壓場強分布不同。因此，使用非直流的方法對交聯(lián)電纜進行耐壓試驗就越來越受到人們的重視。但由于此類VLF的電壓等級偏低，尚不能用于110kV及以上的高壓電纜試驗。而近些年由于城、農(nóng)網(wǎng)建設改造的進行， XLPE交聯(lián)電纜越來越多，僅僅靠直流耐壓試驗后就將電纜投入運行，而在運行電壓下發(fā)生電纜或電纜頭擊穿的事例也時有發(fā)生。 試驗頻率由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗變壓器很笨重，龐大，且大電流的工作電源在現(xiàn)場不易取得。其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運輸。因此現(xiàn)在大都采用調(diào)頻式（30300Hz）串聯(lián)諧振試驗設備，可以得到更高的品質數(shù)（Q值），并具有自動調(diào)諧、多重保護，以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優(yōu)點。在這方面，有一些不同的觀點和提法。 （1）第1類較寬頻率范圍國際大電網(wǎng)會議第209工作組發(fā)布的《試驗導則》，建議頻率范圍為30300Hz。IEC60840和IEC62067標準草案（2001年和2000年）就規(guī)定可采用20300Hz。當然頻率愈低，被試電纜的長度（電容量）可增大。個別資料顯示, 1300Hz的交流試驗也具有與工頻交流試驗的等效性，這說明實際應用中頻率下限有可能取得更低。工作頻率超過300Hz是否適當？有資料報導說，隨頻率增高，串諧電抗器及勵磁變壓器的損耗降低，但是要考慮被試品電容介質的極化發(fā)熱問題，因此頻率高于300Hz是不可取的。GB/。針對此問題應該著重說明交接和預防性試驗的目的在于發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的能力來定的。因此即使選用比工頻范圍更寬的頻率也是可以接受的。得出頻率在30300Hz范圍內(nèi)，橡塑電纜內(nèi)部幾種典型絕緣缺陷的擊穿特性沒有明顯差別。分析形成這種在不同頻率下良好的擊穿特性，主要原因是優(yōu)良的同軸絕緣結構，單一的絕緣介質，材質相對純潔、電場分布合理、規(guī)則。油紙絕緣電纜一直采用頻率等于零的直流電壓進行耐壓試驗，其實際效果很好，數(shù)十年來未受到置疑。結果表明在頻率為3575Hz時擊穿電壓均落在可置信度95%之內(nèi)。值得注意的是，上述測試結果是對正常絕緣做的擊穿試驗?？梢妰煞N試驗的目的和工作機理均不相同。 標準問題由于設備容量和體積等問題，目前國家尚無高壓電力電纜敷設后在現(xiàn)場進行交流耐壓試驗的相應標準。CIGRI國際大電網(wǎng)工作會議21工作組的《高壓擠包絕緣電纜竣工驗收試驗建議導則》中對目前采用的直流耐壓試驗方法提出疑議，并推薦使用工頻及近似工頻（30300Hz）的交流試驗方法。而在220kV等級中IEC 62067/CD草案中則取消了電纜敷設后試驗中直流試驗的標準，只有交流試驗的要求，即 20300Hz 60分鐘。之后，國內(nèi)很多地方也相應的出臺了地方性試驗標準，其試驗頻率大多都在30300Hz，具體根據(jù)各個地方略有不同，浙江推薦中低壓電纜試驗頻率為4565 Hz，高壓電纜試驗頻率為3575 Hz。GB/。同容量的雙繞組變壓器，其繞組電容要比三繞組產(chǎn)品小。GB/。 電力系統(tǒng)中常用發(fā)電機的電容量類別發(fā)電機型號生產(chǎn)廠家額定容量MW額定電壓kV相電容uF火力發(fā)電機QF30230QF60260QF60260QFS1252上海電機廠125QF1352135QFSN2002哈爾濱電機廠200QFQS2002東方電機廠200QFQS2002北京重型電機廠200QFS3002上海電機廠300QFSN3002上海電機廠300ATB2美國GE公司352TBB3202前蘇聯(lián)3202105*234美國西屋公司60050WT23E138ABB600水力發(fā)電機125150300400600 試驗電壓發(fā)電機交流試驗電壓參考表1全部更換定子繞組并修好后試驗電壓容量kVA小于1000010000及以上額定電壓kV6以下61818以上試驗電壓kV2Un+1 Un+3000按專門協(xié)議2大修前或局部更換定子繞組并修好后運行20年及以下者 Un運行20年以上與架空線直接連接者 Un運行20年以上不與架空線直接連接者( )Un五、諧振電源產(chǎn)品使用中的注意事項諧振電源產(chǎn)品大多都是高壓試驗設備，要求由高壓試驗專業(yè)人員使用，使用前應仔細閱讀使用說明書，并經(jīng)反復操作訓練。使用時應嚴格遵守本單位有關高壓試驗的安全作業(yè)規(guī)程。 各聯(lián)接線不能接錯，特別是接地線不能接錯。 本裝置使用時，輸出的是高電壓或超高電壓，必須可靠接地，注意操作安全距離。 串聯(lián)諧振試驗系統(tǒng)的激磁變壓器有特定的電壓和電流要求，在選用代替品時，一定要考慮電壓和電流，不能采用只是容量相同的普通的試驗變壓器。國內(nèi)，各地區(qū)也有相應的規(guī)程支持交聯(lián)電纜的非工頻交流耐壓試驗，其試驗頻率一般在30300Hz范圍內(nèi)。在很多地方,工頻定義為45Hz55Hz,甚至定義為45Hz65Hz,也就是說,電力變壓器的共頻交流耐壓試驗的試驗頻率可以為45Hz65Hz。諧振升壓方法有工頻諧振升壓法和變頻諧振升壓法，工頻諧振主要用于發(fā)電機，變頻諧振主要用于交聯(lián)電纜。工頻定義為45Hz55Hz后(甚至定義為45Hz65Hz),，使得系統(tǒng)很方便的滿足規(guī)程對頻率的要求和設備對寬范圍電容量的試品的要求。10kV交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗的試驗頻率可以為30Hz300Hz, 。對于低壓高壓、中壓、地,諧振頻率為45Hz；對于中壓高壓、低壓、地，；對于高壓中壓、低壓、地。要求電抗器設計成150H600H連續(xù)可調(diào)。這樣，同時滿足了工品試驗和寬范圍使用的要求。這種組合具有如下優(yōu)點：1） 單只電抗器重量小于40kg2） 25kV/3） 25kV/4） 組合方式靈活方便(五）、系統(tǒng)主要技術參數(shù)及功能額定容量：50 kVA額定電壓： 25kV/50kV/75kV/100kV額定電流： 25 kV： 50 kV：75 kV：100 kV：輸出電壓波形畸變率：1％允許連續(xù)工作時間：額定輸出電壓下運行30分鐘，額定電流下連續(xù)運行30分鐘后后溫升小于40℃裝置自身品質因數(shù)：優(yōu)于50系統(tǒng)測量精度：輸入電源：工頻市電，單相220V、頻率為50Hz；變頻控制源輸出頻率：30—300Hz1頻率分辨率：0. 1 Hz1頻率不穩(wěn)定度：1%1對被試品具有零位、過流、過壓及閃絡保護；1環(huán)境溫度：1540℃1相對濕度：小于80％1海拔高度：2000米(六）設備遵循標準《電抗器》 《電力變壓器》 GB1094《電氣裝置安裝工程電氣設備交換試驗標準》 《電力設備預防性試驗規(guī)程》 DL/T59611216《外殼防護等級》 《高電壓試驗技術》 GB/~211217《絕緣油介電強度測定法》 GB/T5071986《三相油浸式電力變壓器技術參數(shù)和要求》 GB/T645111219《變壓器試驗技術》 JB/T50111211《試驗變壓器》 JB/T964111219《電磁兼容性》 IEC1000《耦合電容器和電容分壓器》 IEC358(11210)**、關于300mm210kV5公里和185mm235kV2公里交聯(lián)電纜交流耐壓試驗設備配置的技術方案（一）被試對象： 10kV，截面積300 mm2，5km交聯(lián)電纜 35kV，截面積185 mm2，2km交聯(lián)電纜 10kV， 35kV，（二）被試手段分析：試驗標準目前，關于GIS、交聯(lián)電纜等大電容量的試品，IEC有相關的標準支持非工頻的交流耐壓試驗，試驗頻率一般在20～300Hz以內(nèi)，對于電壓較低的試品，優(yōu)先選用45～65Hz的頻率范圍。對于10kV、35kV的交聯(lián)電纜，試驗電壓一般都不高于相電壓的2倍。諧振升壓方法有工頻諧振升壓法和變頻諧振升壓法，工頻諧振主要用于發(fā)電機，變頻諧振主要用于交聯(lián)電纜。用戶要求用戶希望購置這樣的設備：既能滿足10kV，截面積300 mm5km交聯(lián)電纜的試驗方案，同時又能滿足35kV，截面積185 mm2km交聯(lián)電纜的試驗方案。交接試驗：試驗電壓為2U0，對于6/10kV電纜，試驗電壓為12kV。綜上所述：： 試驗電流I＝2355＝7075mA此時，假設用于6/10kV的電纜，諧振頻率為31Hz，滿足30～300 Hz的頻率范圍。交接試驗：試驗電壓為2U0，所以對于21/35kV電纜，試驗電壓為42kV，對于26/35kV電纜，試驗電壓為52kV。綜上：選擇試驗電壓為52kV的26/35kV電纜為例計算： 試驗電流I＝235252＝4023mA此時，假設用于21/35kV的電纜，滿足30～300 Hz的頻率范圍。要滿足5000m長10kV/300mm178。交聯(lián)電纜耐壓試驗，試驗電流I為4023mA，所以，系統(tǒng)容量需為S=UI=52 kV4023mA＝209196 VA。 單節(jié)電抗器容量電抗器設計單節(jié)為20kV/。采用20kV/，再然后此兩組并聯(lián)，之后再與20kV/、截面積185 mm2km交聯(lián)電纜的耐壓試驗，采用20kV/、截面積300 mm5km交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗。b）過流保護：系統(tǒng)裝有電子式過流保護裝置，此裝置抗干擾能力強，并有動作迅速，避免試品不受到傷害，而且，它采用關斷功率管的方式來切斷輸出，不直接切斷電流