串聯(lián)諧振在高壓電氣設(shè)備試驗中的應(yīng)用

費旋

摘要：在高壓電氣試驗中，串聯(lián)諧振的應(yīng)用使得試驗對電源容量的要求降低到最小，而且還能夠有效保護試驗品的安全，因而有必要對其在高壓電氣試驗中的應(yīng)用進行研究、分析，以期為高壓電氣試驗提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)諧振；高壓電器；電氣試驗；絕緣系統(tǒng)

中圖分類號：TM132；TM506文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0036－01

高壓電氣試驗主要是針對電力系統(tǒng)中絕緣系統(tǒng)設(shè)備的安全進行檢驗，同時，在日常運行過程中也要定期對電氣設(shè)備進行試驗。交流耐壓試驗是高壓電氣試驗中較為常見的試驗方法，但這種試驗對電源和設(shè)備的要求較高，串聯(lián)諧振設(shè)備在其中的應(yīng)用則大大降低了交流耐壓試驗的難度，使試驗?zāi)軌蝽樌M行，所以，有必要對串聯(lián)諧振在高壓試驗中的應(yīng)用進行分析、研究。

1串聯(lián)諧振概述

在高壓試驗中，串聯(lián)諧振的應(yīng)用是利用R-L-C串聯(lián)電路產(chǎn)生諧振，使電流和電源電壓相位相同，產(chǎn)生無功電壓相同、相位相反的效果，這樣整個電路就會呈現(xiàn)阻性。其中，諧振電流的大小取決于電阻的大小，而其諧振頻率則是由電路參數(shù)L和C來調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)這兩個參數(shù)來實現(xiàn)串聯(lián)諧振。由此可以看出，要想在高壓試驗中應(yīng)用串聯(lián)諧振技術(shù)，首先應(yīng)該具備的諧振設(shè)備包括兩個部分，即電抗器和電容器。其中，電抗器產(chǎn)生電感（L），而電容器產(chǎn)生電容（C），通過調(diào)節(jié)L和C的數(shù)值使得外加電源信號頻率與電路的固定頻率一致，這時，電路就會產(chǎn)生諧振。出現(xiàn)諧振時，電容和電感上所獲得的電壓值是最大的，這樣就可以利用最大電壓值對電力設(shè)備的試驗品進行試驗，以達(dá)到試驗的目的。具體來說，整個串聯(lián)諧振設(shè)備主要包括變頻調(diào)壓電源、勵磁變壓器、高壓電抗器和高壓分壓器等。其中，變頻調(diào)壓電源主要是在試驗中提供可調(diào)節(jié)頻率和幅值的電壓，具有過壓保護、放電保護和過流保護等多種保護功能。勵磁變壓器則能夠?qū)⒆冾l電源中的輸出電壓升高到試驗要求的電壓，以使變頻電壓符合諧振要求。高壓分壓器是用來測量試驗電壓、保護信號的；而高壓電抗器則是諧振回路中不可缺少的部件，是產(chǎn)生諧振的重要工具。當(dāng)系統(tǒng)頻率和電源頻率一致時，就會發(fā)生串聯(lián)諧振。

2串聯(lián)諧振在高壓電氣設(shè)備試驗中的應(yīng)用

從上述分析中可以看出，在串聯(lián)電路中，產(chǎn)生諧振的方法主要是通過調(diào)整電容C和電感L的大小來實現(xiàn)的，所以，在具體應(yīng)用串聯(lián)諧振設(shè)備的過程中，在實施試驗前，應(yīng)對設(shè)備參數(shù)進行調(diào)整。調(diào)壓器的額定電壓為220 V，額定容量為5 kVA，升壓變壓器的額定電壓為200 V或8 000 V。其中，調(diào)諧電感L參數(shù)，單支電感的電壓為50 kV，電流為0.58 A，3支串聯(lián)電感的電壓為150 kV，電流為0.58 A，諧振電容為10 999 pF；調(diào)諧電容C參數(shù)值如下，單支電容的電壓為50 kV，電容上有1 000 pF、3 000 pF、6 000 pF和10 000 pF四種規(guī)格。由此可知，不同值數(shù)的電容量不同。

在具體試驗過程中，將試驗設(shè)備和諧振設(shè)備安置在相應(yīng)的套管位置后對設(shè)備進行調(diào)試，并在試驗場地周圍裝設(shè)圍欄。在試驗開始前，先對絕緣電阻進行測試，并準(zhǔn)備三相四線的試驗電源，盡量保持電流和電壓的穩(wěn)定。在對每一相電源進行測試時，其他兩相應(yīng)該首尾接地，以保證電路的安全。然后，根據(jù)交接試驗和出廠數(shù)據(jù)對每相電容量進行折算，在計算相應(yīng)的電感值時，具體的數(shù)值可參考上面提到的電容和電感數(shù)據(jù)，之后根據(jù)電感和電容數(shù)據(jù)對相應(yīng)設(shè)備進行配置，然后將勵磁變、分壓器、操作箱等連接好，待檢查各項設(shè)備連接和設(shè)置確定沒有問題后打開電源實施試驗。在試驗時，要先對高壓電氣設(shè)備的絕緣性能進行測量，檢查合格后，將試驗設(shè)備接入串聯(lián)諧振電路當(dāng)中。將電源接通，將諧振系統(tǒng)啟動后，進入操作界面并對分壓器的試驗時間、電壓和電壓等級等進行設(shè)置，設(shè)置完成后就可選擇自動調(diào)諧項。這時，諧振系統(tǒng)就會自動開始進行調(diào)諧，變頻電源會在30～300 Hz之間進行自動掃描，并開始尋找諧振點。當(dāng)產(chǎn)生諧振后，系統(tǒng)就會根據(jù)在諧振情況下設(shè)定的參數(shù)進行升壓操作，對試驗設(shè)備進行高壓測試試驗，然后在1 min后系統(tǒng)會開始自動降壓，這樣就完成了一相試驗，其他高壓設(shè)備試驗依上述內(nèi)容進行。

在進行加壓試驗的過程中，試驗人員還應(yīng)該注意以下三個問題：①由于試驗過程中電壓值過高，因而在試驗前要提前做好安全防護準(zhǔn)備，做好相應(yīng)的安全防范措施。同時，要明確試驗人員的職責(zé)和分工，確保在試驗過程中安全措施的周密性，以免高壓電傷及試驗人員。②在試驗過程中，升壓變壓器和電感器之間會出現(xiàn)互感影響，所以，為了減少兩者之間的影響，以保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，在電感器和升壓變壓器的安排上，應(yīng)將兩者之間的距離設(shè)置在1.5 m以上，以消除兩者之間的互感影響。③試驗人員在實施試驗前，應(yīng)該對分壓器的數(shù)字電壓表進行檢查，查看其是否出現(xiàn)電池電壓不足的情況。當(dāng)電壓表顯示電池電壓不足時，應(yīng)該及時更換電池，以保證數(shù)字電壓表能夠正常工作，準(zhǔn)確顯示分壓器的電壓值。

3結(jié)束語

在高壓試驗中，串聯(lián)諧振技術(shù)的應(yīng)用能夠有效減小試驗所需要的電源容量，同時，串聯(lián)諧振設(shè)備的質(zhì)量較輕，與原來的變壓器相比，它能夠有效減小高壓試驗的質(zhì)量，具有電源容量小、安全、可靠、裝卸方便等優(yōu)點，能夠有效提高高壓試驗效率，使電力設(shè)備能夠盡早投入到電力系統(tǒng)的運行中。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕

Series Resonant High Voltage Electrical Equipment Used in the Test

Fei Xuan

Abstract: In the high voltage electrical test, the application makes the test series resonant power supply capacity required to reduce to a minimum, but also to effectively protect the safety testing products, it is necessary to study its application in high voltage electrical testing, analysis, in order to provide technical reference for high voltage electrical testing.

Key words: series resonance; voltage electrical; electrical test; insulation system