CVT串联谐振升压装置

一、概述

随着电力系统规模的不断扩大，电力运行设备的单机容量及传输电压等级显著提升，这对试验设备提出了更高要求。传统高压试验设备需配备大容量试验电源及设备，不仅搬运困难，且现场难以找到合适电源。为满足大容量、高电压（超高电压）电气设备试验需求，本升压装置采用串联谐振原理，通过可调电抗器与被试设备（容性）的电容或补偿电容匹配，形成谐振状态。此状态下，试验电源仅需承担有功分量，容量仅为被试设备所需容量的1/Q倍，显著降低了试验设备的容量和重量，是理想的高电压源。

160kVA/160kV CVT串联谐振升压装置具备高被试容量及高电压输出能力，可满足以下试验需求：

110kV~220kV电磁式电压互感器校验误差试验。

110kV~220kV电流互感器在10kV、Um/√3和Um条件下的介损tgδ测量，以及额定电压下耦合电容器的介损tgδ测量。

35kV~220kV电压等级的GIS、电力变压器及一定电压等级的交联电缆等电力设备的工频交流耐压试验。

二、主要特点

输出电流波形优良：回路对工频基波电流呈低电抗，对其他谐波电流呈高电抗，确保输出电流波形纯净。

电源容量需求小：回路谐振状态下，输出容量是所需电源容量的Q倍，品质因数Q值高达10~80，显著降低电源容量需求。

无需过压保护：试品击穿时，回路失谐，电抗器立即限制短路电流，防止对被试品造成进一步破坏。

干式组合式设计：由干式试验变压器（励磁变压器）和多个干式电抗器组成，电抗器可单个或多个串、并联使用，灵活适应不同试验需求。

组合式设备，便携性强：整套设备体积小、重量轻，特别适合现场使用。

过流保护功能：调压控制箱设有过流保护，采用拨码整定，试验前可根据最大低压电流值进行设置，确保试验安全。

电抗器电感可调：通过调节气隙方式宽范围调节电感值，对于电容量大于3000PF的试品，无需额外配备电容器，简化试验流程。

三、主要技术指标

使用环境温度：-10℃~+45℃

相对湿度：≤90%（25℃）

工作频率：50Hz

额定输入容量：20kVA

额定输入电压：380V

额定输入电流：50A

额定输出电压：160kV（4台电抗器组合）

额定输出电流：1A

单台电抗器耐压：40kV

单台电抗器容量：40kVA

单台电抗器电感调节范围：250H~510H

四、串联谐振原理

通过调压器向试验变压器（励磁变压器）施加一定电压，试验变压器输出电压U1。通过改变可调电抗器的铁芯气隙，使其感抗与被试品（容性负载）的容抗匹配，形成串联谐振。此时，电抗器与被试品间产生高电压U2，U2为U1的Q倍。

系统完全谐振时，品质因数Q=2πfL/R，系统呈纯阻性，电感电压与电容电压大小相等、符号相反。由于系统主要阻抗集中在电感上，电感承受与试品相同的电压。推荐采用容性欠谐状态，使电感电压与阻性电压之和等于试品电压，降低电感电压，提高安全系数。

对于电容量较小的试品，需配备一定容量的电容器以确保系统谐振。试验变压器（励磁变压器）具有两个高压输出端，根据系统所需电压不同，电抗器节数及试验变压器容量和输出电压相应调整。试验时应优先使用输出电压较低的一档，仅在电压不足时采用较高档位。

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