中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变频谐振测试仪（计量院）

ZSBP-540kVA/270kV变频谐振试验装置

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参考标准：DL/T 849.6-2016，DL/T 474.4-2018

变频谐振试验装置：变频串联谐振耐压试验装置采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用。
采用了专用的SPWM数字式波形发生芯片，频率分辨率16位，在20~300Hz时频率细度可达0.1Hz；采用了正交非同步固定式载波调制方式，确保在整个频率区间内输出波形良好；功率部分采用了先进的IPM模块，在小重量下确保仪器稳定和安全。

变频串联谐振耐压试验装置组成部分：变频电源主机、激励变压器、电抗器、电容分压器、补偿电容器、测试附件组成。元器件（纯进口）：功率器件：德国英飞凌，模块：日本富士IGBT，芯片：英特尔等

技术参数及功能描述
1、技术参数
? 输入电源:
电压： 380/220V±10%
频率： 45/65Hz
? 输出电压：0-500V；
? 输出波形：正弦波
? 频率调节范围：30-300Hz
? 频率分辨率：0.01Hz
? 频率稳定度：0.1%
? 频率步进值：5Hz,1Hz，0.1Hz，0.01Hz
? 电压分辨率：0.1kV
? 电压测量精度：1.5%
? 电压步进值： 1%，0.5%，0.1%，0.01%
? 运行连续工作时间：60分钟
额定电压：270kV
被试品的：
22kV---满足10kV电缆交流耐压试验；
35kV---满足10kV变压器交流耐压试验；
42kV---满足10kV开关等交流耐压试验；
52kV---满足35kV电缆交流耐压试验；
72kV---满足35kV变压器交流耐压试验；
95kV---满足35kV开关交流耐压试验；
160kV---满足110kV变压器交流耐压试验；
184kV---满足110kV开关交流耐压试验；
2．输出电压波形畸变率：<1.0％
3.允许连续工作时间：额定条件下一次性工作60分钟，
4．装置自身品质因数：Q>50
5．火力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）
6.  水力发电机试验时满负荷下品质因数：Q>10（与负载相关）
7．电缆试验时满负荷下品质因数：Q>30（与负载相关）
8．主变压器试验满负荷时品质因数：Q>30（与负载相关）
9. GIS，开关等试验满负荷时品质因数：Q>50（与负载相关）
10．输入电源： 380/220V
11．频率调节范围：30Hz～300Hz
12．系统测量精度：1.5％
13．装置具有过压、过流、零位启动等保护功能

设备遵循标准     
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》   GB50150-2006
《水轮发电机组安装技术规范》               GB/T8564――2003
《高压谐振试验装置》                       DL/T 849.6—2004  
《电抗器》                                 GB10229.88
《电力设备预防性试验规程》                  DL/T596-1996
《耦合电容器和电容分压器》                  IEC358(1990)

为了防止电击，接地导体必须与地面相连。在与本产品输入或输出终端连接前，应确保本产品已正确接地。
注意所有终端的额定值：为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。在对本产品进行连接之前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。
在有可疑的故障时，请勿操作：如怀疑本产品有损坏，请本公司维修人员进行检查，切勿继续操作。
请勿在潮湿环境下操作
请勿在易爆环境中操作
保持产品表面清洁和干燥

在使用串联谐振技术时，对于线路的连接一定要格外小心，因为一旦将方向接反或者是接错位置，轻则实验失败或者是设备受损，情况严重些就有可能导致发生安全事故。所以用户在调试串联谐振产品之前，应该仔细阅读使用说明书。谐振时，电阻bai与电源电压不相等的原因是：du发生谐振的时候，电阻上的电压是zhi电源电压和充dao放电电容的电压叠加的和，所以，电阻电压=电源电压+电容电压，不等于电源电压，串联谐振电路谐振时，串联谐振装置总阻抗等于电阻，串联谐振的总电阻则总电压和电阻上电压相等，电容和电感上此时都有电压，而且电感上的电压和电容上的电压相等，只不过电压方向相反而已，操作上千万要注意，不要误以为电容和电感上没有电压而引起安全问题。

串联谐振电路的选频特性通常用Q值表示，Q值越大，则选频特性越好，串联谐振的总电阻对于串联电路，Q=ωL/R=1/ωCR，因此，R=（外阻+内阻）越小越好。对于并联电路，则R越大越好，当然，还要考虑到功率输出最大问题，所以，一般是串联谐振内阻等于串联谐振外阻；如果信号源一定时，外设电阻一定时，要适当调整外围的电容、电感，以增加电路的选频特性；做串联谐振实验时,为什么当电路发生串联谐振的时候,电阻上的电压小于信号源的电压，串联电路中电流处处相同，这个相同，不仅是有效值相同，而且瞬时值也相同，也就是说，任何时刻都相同。

电感和电容中电流与两端电压不同相，电容两端电压落后于电流90度，而电感两端电压超前于电流90度，现在电感和电容中电流相位相同，所以电感两端电压与电容两端电压相位相反，也就是说，任何时刻电容和电感上的电压是互相“抵消”的；串联谐振指感抗和容抗都与频率有关，必定存在某一频率，在这个频率感抗与容抗相等，既然电感两端电压是感抗乘电流，电容两端电压是容抗乘电流，所以在这个频率下，电感两端电压恰与电容两端电压大小相等，方向相反，完全抵消。在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流相位一般是不同的；如果调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们相位相同，整个电路呈现为纯电阻性，电路达到这种状态称之为谐振。

串联谐振的总电阻在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC＝XL。电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC，电抗元件上的电压最高，所以又称为电压谐振。生活中的许多地方都运用串联谐振的原理设计的，被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式，分压器的谐振电压，并作过压保护信号，调频功率输出经励磁，联谐振的激励功率。

在串联电路中，串联谐振的总电阻电路的品质因数Q有两种测量方法，一是根据公式 Q=UL/U0=Uc/U0测定，Uc与UL分别为谐振时电容器C与电感线圈L上的电压。另一种方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度△f=f2-f1，再根据Q=f0/（f 2-f1）求出Q值，式中f0为谐振频率，f2与f1是失谐时，亦即输出电压的幅度下降到最大值的1/√2（=0.707）倍时的上、下频率点，Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好；在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，与信号源无关。串联谐振就是指作为激励电压源以某一频率加到由串联谐振电阻，电容，电感串联的电路两端时，总的感抗为零，此时的激励源相当于直接加在电阻上，用此时的感抗或容抗与电路中的电阻相比，串联谐振的总电阻其比值就是品质因数了，但是品质因数不可以小于零、如果小于零则电路会出现自激震荡。串联谐振是交流电路中的一种特殊的现象，在实际电路中，它既被广泛地应用，有时又需避免谐振情况发生