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高壓試驗設備變頻串聯(lián)諧振的工作原理
發(fā)布日期：2020-05-09 點擊：1215次
高壓試驗設備的電氣試驗一般可分為出廠試驗、交接驗收試驗、大修試驗、預防性試驗等。
1、出廠試驗
出廠測試是指電力設備制造商根據(jù)相關標準和產品技術條件對測試項目、每一項產品進行檢驗和測試。測試的目的是檢查產品設計、制造和加工的質量，防止不合格的產品離開工廠。一般大容量重要設備(如發(fā)電機、主變壓器等)的出廠試驗應在使用單位人員的監(jiān)督下進行。每個動力設備制造商必須有一份完整和合格的工廠測試報告。
2、接試驗、大修試驗
交接驗收試驗、大修試驗是指安裝部門、檢修部門對新設備、大修設備按照有關標準和產品技術條件或規(guī)程進行的試驗。新設備投入使用前的交接驗收試驗，用于檢查產品是否有缺陷，運輸過程中是否有損壞等。檢修后對設備進行檢測，以檢驗檢修質量是否合格。
3、預防性試驗
預防性試驗是指在設備投入使用后的一段時間內，由操作部門和試驗部門進行的試驗。本試驗的目的是檢查運行中的設備是否存在絕緣缺陷和其他缺陷。與出廠測試和交驗收測試相比，它主要集中在絕緣測試上，測試項目較少。
根據(jù)試驗的特點與要求，電氣試驗可分為兩類：絕緣試驗和特性試驗。絕緣測試是測量器件絕緣性能的測試。絕緣測試以外的測試稱為特性測試。
4、絕緣試驗
絕緣試驗一般分為兩類：
一、無損檢測。這意味著絕緣缺陷可以用絕緣電阻、吸收比試驗、介損因數(shù)、泄漏電流試驗、油色譜分析試驗等不損壞設備絕緣的方法來判斷。這類試驗對發(fā)現(xiàn)缺陷有一定的指導作用，但發(fā)現(xiàn)缺陷的靈敏性還有待提高。
二、破壞性測試。如交流電壓測試、直流電壓測試和其他高測試電壓測試設備的絕緣水平。優(yōu)點是容易發(fā)現(xiàn)設備的集中缺陷，缺點是電壓高，在某些情況下可能對設備造成一定的損壞。
應該指出的是，必須在非破壞性試驗合格后進行破壞性試驗，以避免對絕緣材料的無害損害，甚至是損壞。
5、特性試驗
特性測試主要測試電力設備的電氣或機械方面的一些特性，如斷路器對點電路的接觸電阻、變壓器的變化、極性、開斷時間、速度和斷路器的同步性等。每種測試方法都有其自身的優(yōu)點和局限性。測試人員應對測試結果進行全面和全面的分析：
主要內容如下：
一、通過與原廠數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)的比較，分析了設備絕緣變化的規(guī)律和趨勢。
二、與同類或者不同設備的數(shù)據(jù)進行比較，找出異常情況。
三、將測試結果與規(guī)則中給出的標準進行比較，全面分析標準是否超標，確定是否存在缺陷或薄弱環(huán)節(jié)。
四方國瑞電力是一家專業(yè)研發(fā)生產串聯(lián)諧振的廠家，本公司生產的串聯(lián)諧振在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
變頻串聯(lián)諧振試驗裝置采用多級疊加的方式，多臺電抗器可并聯(lián)、串聯(lián)使用，分壓器既用來測量試驗電壓，也可以作為 小電容量試品的補償電容，使得諧振頻率可以在30～300Hz范圍內完成多種電力設備的交流耐壓試驗。變頻串聯(lián)諧振基本原理是采用可調節(jié)（30--300Hz）串聯(lián)諧振試驗設備與被試品電容諧振產生交流試驗電壓。
變頻串聯(lián)諧振由變頻電源、激勵變壓器、電抗器和電容分壓器組成。被試品的電容與電抗器構成串聯(lián)諧振連接方式；分壓器并聯(lián)在被試品 上，用于測量被試品上的諧振電壓，并作過壓保護信號；調頻功率輸出經激勵變壓器耦合給串聯(lián)諧振回路，提供串聯(lián)諧振的激勵功率。 變頻串聯(lián)諧振試驗裝置是運用串聯(lián)諧振原理，利用勵磁變壓器激發(fā)串聯(lián)諧振回路，調節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使回路電感L和試品C串聯(lián)諧振，諧振電壓即為加到試品上電壓。變頻諧振試驗裝置廣泛用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，適用于大容量，高電壓的電容性試品的交接和預防性試驗。
產品別稱：變頻諧振、變頻串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振、調頻串聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置、串聯(lián)諧振試驗設備、電纜耐壓試驗裝置、發(fā)電機耐壓裝置等
產品特征：
1、所需電源容量大大減小，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。
2、體積小，重量輕，一般為普通試驗裝置的1/3-1/5；
3、諧振電源調頻及功率元件使用最先進的日本進口的優(yōu)質元器件，設計的是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。
4、變頻電源保護功能強，穩(wěn)定性好；具備具備全自動（自動調諧、自動升壓）、全手動（手動調諧、手動升壓）以及半自動（自動調諧、手動升壓及手動調諧、自動升壓）的多種工作模式，可任意切換使用，操作方便；采用220V或380V單相電源，方便現(xiàn)場取電。
5、配置靈活，擴展功能強。諧振電抗器采用多只方式，積木式組合，可串可并，滿足多種試品的試驗要求，更方便現(xiàn)場使用。
6、大屏幕觸摸LED液晶彩屏和外接鼠標直接完成各種參數(shù)的設置，試驗結果可保存、打印、上傳、回查等。
常見故障原因及排除：
1.風扇不能啟動： 急停、故障保護、失諧保護后，沒有按“故障復位”； 內部溫度過高，功率元件熱保護；
排除方法：關斷儀器電源，將儀器靜置30分鐘左右，重新開啟電源，按儀器面板上的“復位”鍵，再啟動儀器。
如果依然不能啟動風扇，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！
2.自動調諧不能完成，找不到諧振點：
現(xiàn)象：調諧曲線完全是一條直線，調諧完成后儀器提示沒有諧振點
原因：回路接地不好，試驗回路接線錯誤，裝置某一儀器開路
排除方法：檢查接地裝置可靠，接地連接線是否有斷開點；檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷；檢查每一只電抗器的通斷；檢查分壓器的信號線的通斷； 檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷； 裝置自身升壓時沒有諧振點，還需要檢查補償電容器的通斷； 如果所有部件正常，依然沒有諧振點，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！
現(xiàn)象：調諧曲線是一條曲線，有較低的尖峰； 試驗時一次電壓較高，高壓卻較低，甚至在沒有升到試驗電壓時，一 次電壓已經到達額定電壓，回路自動降壓；
原因：電抗器與試品電容量不匹配，沒有準確找到諧振點；試品損耗較高，系統(tǒng)Q值太低；勵磁變壓器高壓輸出電壓較低；
排除方法：將補償電容器并接入試驗回路，加大回路電容量；盡可能將多只電抗器串聯(lián)，提高回路電感量；提高勵磁變壓器的輸出電壓； 干燥處理被試品，提高被試品的絕緣強度，減少回路的有功損耗； 如果全部處理完后，依然不能解決問題，請和廠家聯(lián)系，不可拆卸儀器！
隨著開關電源的發(fā)展，軟開關技術得到了廣泛的發(fā)展和應用，已研究出了不少高效率的電路拓撲，主要為諧振型的軟開關拓撲和 PWM 型的軟開關拓撲。近幾年來，隨著半導體器件制造技術的發(fā)展，開關管的導通電阻，寄生電容和反向恢復時間越來越小了，這為諧振變換器的發(fā)展提供了又一次機遇。對于諧振變換器來說，如果設計得當，能實現(xiàn)軟開關變換，從而使得開關電源具有較高的效率。LLC 諧振變換器實際上來源于不對稱半橋電路，后者用調寬型(PWM)控制，而 LLC 諧振是調頻型（PFM）。
一、LLC 諧振變換器原理
圖1和圖2分別給出了 LLC 諧振變換器的電路圖和工作波形。圖1中包括兩個功率 MOSFET（S1 和S2），其占空比都為0.5；諧振電容 Cs，副邊匝數(shù)相等的中心抽頭變壓器 Tr，Tr 的漏感Ls，激磁電感 Lm，Lm 在某個時間段也是一個諧振電感，因此，在 LLC諧振變換器中的諧振元件主要由以上3個諧振元件構成，即諧振電容 Cs，電感 Ls 和激磁電感 Lm；半橋全波整流二極管 D1 和 D2，輸出電容 Cf。LLC 變換器的穩(wěn)態(tài)工作原理如下：
1）（t1，t2）當t=t1 時，S2 關斷，諧振電流給S1的寄生電容放電，一直到S1上的電壓為零，然后S1 的體內二級管導通。此階段D1導通，Lm上的電壓被輸出電壓鉗位，因此，只有Ls和Cs參與諧振。
2）（t2，t3）當t=t2 時，S1在零電壓的條件下導通，變壓器原邊承受正向電壓；D1繼續(xù)導通，S2及D2 截止。此時 Cs和Ls參與諧振，而Lm不參與諧振。
3）（t3，t4）當t=t3 時，S1仍然導通，而 D1與D2 處于關斷狀態(tài)，Tr 副邊與電路脫開，此時Lm，Ls和 Cs 一起參與諧振。實際電路中 Lm>>Ls,因此，在這個階段可以認為激磁電流和諧振電流都保持不變。
4）（t4，t5）當t=t4 時，S1關斷，諧振電流給S2的寄生電容放電，一直到S2上的電壓為零，然后S2 的體內二級管導通。此階段 D2 導通，Lm 上的電壓被輸出電壓鉗位，因此，只有 Ls 和Cs 參與諧振。
5）（t5，t6）當t=t5 時，S2 在零電壓的條件下導通，Tr 原邊承受反向電壓；D2繼續(xù)導通，而S1和D1 截止。此時僅 Cs和Ls 參與諧振，Lm上的電壓被輸出電壓箝位，而不參與諧振。
6）（t6，t7）當 t=t6 時，S2仍然導通，而D1和D2處于關斷狀態(tài)，Tr 副邊與電路脫開，此時 Lm，Ls和Cs 一起參與諧振。實際電路中Lm>>Ls，因此，在這個階段可以認為激磁電流和諧振電流都保持不變。
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