В чём принцип работы системы резонанса переменного тока? 

Система резонанса переменного тока является ключевым устройством для современных испытаний высоковольтной изоляции. Её основной принцип заключается в эффективном использовании явления резонанса индуктивности (L) и ёмкости (C) для эффективного и безопасного генерирования высокого напряжения промышленной частоты на испытываемом объекте. Понимание принципа её работы поможет нам эффективнее применять эту передовую технологию.

Основа: Умное применение последовательного резонанса

Основной принцип работы этой системы основан на классическом последовательном резонансном контуре. Её основные компоненты включают в себя источник питания переменной частоты, трансформатор возбуждения, регулируемый реактор (индуктивность L) и испытуемое устройство (ИУ) (эквивалентной схемой которого можно считать конденсатор C). Вместе эти компоненты образуют последовательную цепь.

Когда источник питания переменной частоты выдаёт переменный ток определённой частоты, индуктивное (XL = 2πfL) и ёмкостное (XC = 1/(2πfC)) сопротивления в цепи изменяются в зависимости от частоты. Система точно подстраивает выходную частоту источника питания (f) для достижения частоты, при которой индуктивное и емкостное сопротивления полностью равны (т.е. XL = XC), что приводит к последовательному резонансу.

Превосходные характеристики в резонансном состоянии

В резонансной точке импеданс всей цепи достигает минимума (теоретически равного активному сопротивлению цепи), а ток в цепи достигает максимума. Этот огромный ток протекает через дроссель L. Согласно закону электромагнитной индукции, на дросселе генерируется чистое синусоидальное напряжение высокой амплитуды (в Q раз больше напряжения возбуждения). Это высокое напряжение непосредственно прикладывается к испытываемому объекту, завершая испытание на выдерживаемое напряжение. Значение Q здесь относится к добротности резонансного контура и обычно значительно больше 1.

Именно здесь возникают технические преимущества.

1. Высокая эффективность и энергосбережение: источник питания обеспечивает только активную мощность, рассеиваемую сопротивлением цепи, что составляет всего 1/Q от испытательной емкости, что значительно снижает энергопотребление.
2. Безопасность и надежность: при пробое изоляции испытуемого объекта резонансное состояние немедленно исчезает, высокое напряжение автоматически исчезает, а ток короткого замыкания резко уменьшается, эффективно защищая испытуемый объект и оборудование.
3. Чистая форма сигнала: резонанс имеет частотно-селективную характеристику, а выходное напряжение представляет собой стандартную синусоиду, что исключает влияние гармонических помех на результаты испытаний.

Короче говоря, резонансная система переменного тока не нуждается в мощном источнике питания для «практически» высокого выходного напряжения. Вместо этого она использует точную «настройку частоты» для стимуляции «резонанса» индуктивности и емкости, интеллектуально генерируя высококачественное испытательное напряжение с минимальными усилиями. Это демонстрирует исключительную эффективность технологии испытаний электропитания.

Система испытаний на выдерживаемое напряжение переменного тока MSXZ(f)-270kVA/270kV: Данная система предназначена в первую очередь для испытаний на выдерживаемое напряжение переменного тока кабелей 35 кВ и 110 кВ, главных трансформаторов 110 кВ, распределительных устройств с элегазовой изоляцией (КРУЭ) и автоматических выключателей. Благодаря широкому спектру применения, она идеально подходит для высоковольтных испытательных подразделений префектурного, городского и уездного уровней, а также для инженерных служб по монтажу и обслуживанию электросетей. Система состоит из источника питания переменной частоты, трансформатора возбуждения, реактора, емкостного делителя напряжения и компенсирующего конденсатора. 1. Кабель 110 кВ/300 мм², 0,5 км, емкость ≤ 0,0735 мкФ, частота испытаний 30–300 Гц, напряжение испытаний 128 кВ, время испытания 60 мин.
2. Кабель 35 кВ/300 мм², 2 км, емкость ≤ 0,389 мкФ, частота испытаний 30–300 Гц, напряжение испытаний 52 кВ, время испытания 60 мин.
3. Кабель 10 кВ/300 мм², 5 км, емкость ≤ 1,88 мкФ, частота испытаний 30–300 Гц, напряжение испытаний 22 кВ, продолжительность испытания: 60 мин.
4. Для КРУЭ, выключателей и другого оборудования подстанций с напряжением 110 кВ и ниже частота испытаний составляет 30–300 Гц, напряжение испытаний 265 кВ, время испытания – 1 минута.
5. Для главных трансформаторов 110 кВ/63000 кВА с ёмкостью ≤ 0,02 мкФ частота испытания составляет 45–65 Гц, испытательное напряжение – 52 кВ, время испытания – 1 минута.
6. Для КРУЭ, выключателей и другого оборудования подстанций с напряжением 35 кВ и ниже частота испытания составляет 30–300 Гц, испытательное напряжение – 95 кВ, время испытания – 1 минута.