谐振变压器

用于工件的透热的设备

谐振变压器频率范围1~50kHz，可和中频电炉、中频电源、超音频电源配套使用，用于工件的透热，金属工件淬火、退火、中频变管加热、金属的扩散型焊接[钎焊]等工艺设备。

多匝比中频变压器铁芯采用0.27-0.3mm有取向高导磁冷轧硅钢片叠装组成，采用特殊工艺加工组装而成。一次匝比最多23匝，也可根据容量及频率的不同进行变化。谐振变压器均采用水冷冷却。

谐振变压器是利用串联谐振或并联谐振的原理，产生大电流和高电压。一般用于大电容或大电感负载。利用负载和设备的并联谐振，可以用较小的激励电流取得较大的负载电流；利用负载和设备的串联谐振可以用较低的激励电压在负载上取得高电压。谐振变压器的基本公式就是ω=1/√（LC），其中ω是电源的角频率

=2лf，L和C是负载或设备的电感和电容量。要完全满足等式，ω、L、C中至少需要有一个参数是可调的，为了满足输出电压或电流的要求，L和C中必须有一个是可调的，为了精确找到谐振点，还需要参数可以无级微调。所以，现代谐振变压器一般使用变频电源作为电源，以便调整ω，以带抽头电抗器作为L，与C配合就可以方便地找到谐振点。

串联谐振变压器

随着电力电子技术的发展，采用高压谐振技术对大容量电气设备进行工频耐压试验已经成为可能，已被广泛用于电缆，电容器、发电机等具有大电容的电力设备的交流试验。原理是通过调节铁心磁路的气隙长度，得到连续变化的电感L，使其与被试品对地电容C发生谐振。本文以一台150kVA试验装置为模型，阐述高压谐振变压器的原理与有关参数的计算。

谐振变压器原理

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在回路频率f=1/2π√LC时，回路产生谐振，此时试品上的电压是励磁变高压端输出电压的Q倍。Q为系统品质因素，即电压谐振倍数，一般为几十到一百以上。先通过调节变频电源的输出频率使回路发生串联谐振，再在回路谐振的条件下调节变频电源输出电压使试品上的电压达到试验值。由于回路的谐振，变频电源较小的输出电压就在试品CX上产生较高的试验电压。

变频谐振试验装置主要用于以下方面：

1、6kV-500kV高压交联电缆的交流耐压试验

2、6kV-500kV变压器的工频耐压试验

3、GIS和SF6开关的交流耐压试验

4、发电机的交流耐压试验

5、其它电力高压设备如母线，套管，互感器的交流耐压试验。

串联谐振的优点

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1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q.

2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/3-1/5.

3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。

4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，短路电流，击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大的短路电流烧伤故障点的忧患。

5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也立即消失，电弧即可熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪落电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过程长，而且，不会出现任何恢复过电压。

串联谐振试验变压器

串联谐振试验变压器广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验。

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由变频电源、励磁变压器、电抗器和电容分压器组成。被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式；分压器并联在被试品上，用于测量被试品上的谐振电压，并作过压保护信号；调频功率输出经励磁变压器耦合给串联谐振回路，提供串联谐振的激励功率。

串联谐振试验设备主要用于10kV、35kV、110kV、220KV、500KV的交联橡塑电力电缆，66kV、110kV、220kV、500KV 组合电器(GIS)的工频交流耐压试验，水力和火力发电机或电力变压器等的工频交流耐压试验，开关柜工频耐压等容性试品的工频交流耐压试验。其基本原理是采用可调节（20--300Hz）串联谐振试验设备与被试品电容谐振产生交流试验电压。串联谐振在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振(也称为电压谐振)。当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2+XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

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