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电容器并联振荡回路试验的原理及过程

【摘要】:振荡回路试验的原理是,把若干个电容器并联后,在较长时间内对脉冲电容器组充电,储存能量,然后经电感和被试断路器放电,产生一定频率的振荡电流,以在短时间内获得相当于短路电流的工频振荡电流供进行断路器开断能力试验。在被试断路器闭合状态时,接通QFh,形成振荡的放电过程,此时将被试断路器分闸,即可进行开断能力试验。单频振荡回路试验过程中的波形图如图5-11所示。

振荡回路试验的原理是,把若干个电容器并联后,在较长时间内对脉冲电容器组充电,储存能量,然后经电感和被试断路器放电,产生一定频率的振荡电流,以在短时间内获得相当于短路电流的工频振荡电流供进行断路器开断能力试验。振荡回路电容值C和电感值L要适当选择,即可得到适当的电流波形。

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图5-10 单频振荡回路原理接线图

T—变压器 R—限流电阻 UR—整流器 QFc—充电断路器 C—电容器组 QFh—合闸断路器 QFbs—被试断路器 C0—调频电容

单频振荡回路的原理接线图如图5-10所示。它分为充电回路和试验回路两部分,先合充电断路器QFc,将电容器充电至Ucm,打开QFc,使充电回路与试验回路脱开。在被试断路器闭合状态时,接通QFh,形成振荡的放电过程,此时将被试断路器分闸,即可进行开断能力试验。

在忽略回路中的电阻和被试断路器的电弧影响时,可得出放电回路电流i和电容器上电压uc的变化规律为

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式中 f——振荡频率(Hz);

C——电容器组电容量(F);

L——放电回路内的电感(H)。

单频振荡回路试验过程中的波形图如图5-11所示。只要合适地选择LC,即可在放电回路中获得工频50Hz的正弦电流。而且回路中的正弦电流i落后于电容上电压uC90°相角。因此,振荡回路中被试断路器开断的电流,相当于电网中纯电感性电流。当电流过零时,电容上电压uC为最大值Ucm,相当于开断瞬间的工频恢复电压值。

由于被试断路器QFbs上并接有调频电容C0,当QFbs电流过零开断时,断路器上将出现瞬态恢复电压,瞬态恢复电压的振荡频率f0

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式中 C′——电容CC0的串联值。

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图5-11 振荡回路试验中的波形图

由于f0比工频50Hz高得多,因此C′C0,或上式可改写为

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调节C0的大小就可以改变被试断路器开断时的瞬态恢复电压频率。如尚需调节瞬态恢复电压的幅值,则可用一电阻与C0并联或串联。调节此阻值,即可改变恢复电压幅值。

由于实际回路中总有电阻存在,振荡回路提供的是衰减振荡过程,由式(5-1)和(5-2)给出的放电回路中电流i和电容器上电压uc应为

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再考虑电弧电压的影响,实际衰减就更大。因此,在试验中有效的只是第一个半波。如果被试断路器在后面几个半波才开断,则由于损耗的结果,电源能量已大大减小,为保证开断条件,须备有附加的特殊回路。

振荡回路装置设备简单,投资费用较少,维护、操作方便,容易作成合成回路。但是不适用于进行燃弧时间较长的断路器能力试验,且只能做单相试验。