Dispositivo de teste de pressão de ressonância em série

Definições básicas e princípios técnicos

O teste de resistência à pressão de frequência de trabalho é um projeto obrigatório de fábrica, entrega e teste preventivo de equipamentos elétricos, cujo requisito principal é aplicar uma alta tensão sinusoidal consistente com a frequência de operação do equipamento, simulando a capacidade de isolamento do equipamento em condições operacionais de longo prazo. A definição central do dispositivo de resistência de ressonância em série de frequência de trabalho regulada é a regulação manual ou elétrica dos parâmetros de indução do resistor ajustável, para que a indução no circuito em série seja igual à resistência de eficiência do ensaio, de modo a alcançar a ressonância em série na frequência de trabalho, com uma fonte de energia de baixa potência para a saída de alta potência de alta tensão do dispositivo de teste dedicado. Seu valor central consiste em usar o efeito de amplificação da energia ressonante para romper a dependência dos equipamentos tradicionais da capacidade de alimentação, garantindo ao mesmo tempo que a forma de onda de teste é altamente consistente com a tensão operacional real.

Seu princípio técnico baseia-se nas propriedades elétricas da ressonância em série: o dispositivo é composto por uma fonte de energia de frequência de trabalho, um transformador magnético excitador, um resistor ajustável, um teste (capacitor equivalente) e um sistema de controle de medição. A fonte de energia de frequência de trabalho fornece energia elétrica inicial de baixa tensão, após o aumento da tensão do transformador magnético; Por meio da estrutura mecânica para ajustar o intervalo do núcleo de ferro ou o número de bobinas do resistor ajustável, mudar a indutividade do circuito, quando a indutividade (XL) é igual ao valor da resistência (XC) testada, a impedância total do circuito cai para um valor pequeno e puramente resistente, quando a corrente do circuito atinge o pico, formando uma ressonância em série. No estado de ressonância, a tensão das duas extremidades do ensaio é Q vezes a tensão magnética excitada (Q é o fator de qualidade, geralmente 30-100), para alcançar o efeito de "pequena fonte de energia produz alta tensão"; Ao mesmo tempo, a tensão e a corrente são na mesma fase, o fator de potência é aproximado de 1, sem perda de potência passiva, reduzindo os requisitos de capacidade para a fonte de energia e garantindo o sinus da forma de onda da tensão de saída para evitar danos adicionais ao isolamento da prova.

II. Estrutura básica e destaques de design

O dispositivo de resistência à pressão de ressonância em série de frequência de trabalho regulado é projetado de forma modular e integrada, com todos os componentes trabalhando juntos para formar um link de teste completo, com cinco módulos funcionais principais. O módulo de alimentação de frequência industrial fornece energia estável de baixa frequência de 50Hz / 60Hz ao sistema, a tensão de entrada suporta AC380V ou AC220V, a potência de saída é configurada para 10-500kW de acordo com as necessidades de teste, alguns modelos suportam a alimentação do gerador, adaptando-se a cenários de campo sem fonte de energia externa; O módulo de transformador de excitação magnética realiza a correspondência de tensão e o isolamento elétrico, elevando a tensão de alimentação de frequência de trabalho para 1-10kV, fornecendo incentivos de segurança para o circuito de alta tensão, seu núcleo de ferro usa chapa de aço de silício de alta condutividade magnética para reduzir a perda de carga vazia; O módulo de resistor elétrico ajustável é o componente de sintonização principal, com a estrutura seca do encapsulamento de tubo de vidro epóxido, ajustando a lacuna de gás do núcleo de ferro através do mecanismo mecânico de accionamento de motor de passo, a gama de ajuste de indução chega a 5-1000mH, a precisão de ajuste é de ± 1%, para garantir a correspondência rápida de diferentes valores de capacidade da amostra; O módulo de divisor de tensão capacitivo está ligado em paralelo às duas extremidades da prova, usando o princípio de divisão de tensão capacitiva de alta precisão, o erro da relação de tensão de divisão ≤0,5%, captura em tempo real de sinais de alta tensão e feedback para o sistema de controle, com função de proteção contra sobretensão; O módulo de medição inteligente é equipado com uma tela táctil de 10 polegadas que integra sintonia automática, coleta de dados, exibição de curvas e geração de relatórios para operação remota e armazenamento de dados.

Os destaques do projeto se concentram em três aspectos: um é a excelente qualidade da forma de onda, otimizando a estrutura do núcleo de ferro do resistor e o circuito de filtro de energia, a distorção da forma de onda da tensão de saída ≤1%, muito além do transformador de teste tradicional, de acordo com os requisitos rigorosos do teste de frequência de trabalho para a forma de onda; Segundo, a sintonização é eficiente e precisa, usando o algoritmo "sintonização mecânica + correspondência inteligente", o sistema pode reconhecer automaticamente a gama de capacitação da prova, calcular rapidamente os melhores parâmetros de indução, tempo de sintonização ≤ 60 segundos, taxa de sucesso de captura do ponto de ressonância ≥ 99,5%; Terceiro, a proteção de segurança é abrangente, com mecanismo triplo de proteção contra sobretensão, sobrecorrente e relâmpago, quando o isolamento da prova é quebrado, o circuito é imediatamente desarmonizado, a corrente cai instantaneamente para o valor de segurança, sem risco de sobretensão de recuperação, ao mesmo tempo que a área de alta tensão está equipada com alarme acústico e proteção de bloqueio para garantir a segurança do operador.

Funções principais e vantagens significativas

A função do dispositivo é projetada para atender às necessidades de teste de campo, tanto profissional quanto prático. As principais funções de teste incluem: o teste de resistência à tensão de frequência de trabalho pode produzir alta tensão de 0-500kV, suportando a manutenção de tensão de 1-9999s por qualquer tempo, para atender aos padrões de teste de diferentes equipamentos; A função de sintonização automática pode completar automaticamente o ajuste de indução e a correspondência de ressonância de acordo com os parâmetros da prova, sem a necessidade de depuração repetida manual; A função de processamento de dados mostra em tempo real as curvas de parâmetros de tensão, corrente, fator de potência e outros, calcula automaticamente o fator de qualidade e os resultados do teste, gerando relatórios eletrônicos de acordo com o padrão DL / T849.6-2004; A operação multimodo suporta dois modos totalmente automáticos e manuais, adaptados a diferentes níveis de habilidade dos operadores e cenários de teste complexos.

Em comparação com os transformadores de teste de frequência industrial tradicionais, suas vantagens são extremamente proeminentes: em primeiro lugar, a baixa demanda de capacidade de energia, ao testar um cabo de 110kV de 1 km, apenas 50kW de energia pode substituir o transformador de teste tradicional de 2000kVA, reduzindo significativamente a pressão de alimentação de campo; Em segundo lugar, a portabilidade é forte, os componentes do núcleo adotam um design leve, peso único ≤ 60 kg, equipado com rodas móveis e estruturas de suspensão específicas, adequadas para o transporte e disposição ambientais complexos como subestações, campos eólicos e outros; Terceiro, a ampla gama de adaptação, através da substituição do módulo do resistor e do transformador de excitação magnética, pode atender a uma variedade de requisitos de teste de equipamentos como o cabo de 6-500kV, 35-500kVGIS, transformador de 10-500kV e outros; Quarto, o custo operacional é baixo, a perda de energia sem energia no estado de ressonância é pequena, o consumo de energia é apenas 1/30-1/100 do equipamento tradicional, e a manutenção do equipamento é simples, a vida útil pode ser de mais de 15 anos.