淺談變頻串聯(lián)諧振在電力工程中的應用

王云電

摘 要：變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容實現(xiàn)電容諧振，在被試品上獲得高電壓、大電流，是當前高電壓試驗的一種新的方法與潮流，在國內外已經得到廣泛的應用。本文著重介紹變頻串聯(lián)諧振在工程應用中的要點并例舉某變電站工程110kV GIS設備交流耐壓試驗應用情況。

關鍵詞：變頻；串聯(lián)諧振；電力工程；應用

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）21-0114-01

1 引言

按照國【電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準】的規(guī)定，要求對GIS系統(tǒng)、SF6開關、電流互感器、電纜、套管等容性設備交流耐壓試驗，現(xiàn)在大都采用調頻式（30-300Hz）串聯(lián)諧振試驗設備進行該項試驗。串聯(lián)諧振試驗設備，可以得到更高的品質數(shù)（Q值），并具有自動調諧、多重保護，以及低噪音、靈活的組合方式（單件重量大為下降）等優(yōu)點，既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求，又可滿足低電壓、大電流的設備試驗條件要求，適用范圍較寬。

2 變頻串聯(lián)諧振福州某220kV變電站GIS交流耐壓試驗中的應用

2.1 概況

本工程為新建工程，110kV部分采用GIS設備。110kV GIS主接線形式為雙母線，共9個間隔，其中斷路器間隔7個，母線設備間隔2個。GIS型號110kV型號為ZF6-126CB，屬于氣體絕緣金屬封閉開關設備。

2.2 試驗目的

通過交流耐壓試驗，考察GIS現(xiàn)場安裝后的絕緣水平，發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的以下問題：（1）運輸過程中的機械振動可能導致的GIS元件或組裝件內緊固件松動或相對位移。（2）安裝過程中，在連結、密封等工藝處理方面的可能失誤，導致電極表面刮傷或安裝錯位引起電極表面缺陷。（3）空氣中懸浮的塵埃、導電微粒雜質和毛刺等在安裝現(xiàn)場難以徹底清理。（4）可能出現(xiàn)的將工具、螺栓、墊片等遺留在GIS內的情況。

2.3 試驗方法

（1）導體對外殼耐壓：試驗電壓由施加電壓的GIS間隔出線側套管處分相施加到導體，同時其他兩相接地（視負載容量也可三相并聯(lián)對地）；（2）斷路器斷口耐壓：斷口兩側三相各自短接，試驗電壓施加在一側，另一側接地；（3）試驗電壓根據(jù)現(xiàn)場條件選定的GIS間隔出線側套管處分相分別施加到導體，通過對GIS設備的操作，整個試驗過程保證使GIS每個部件都至少施加一次試驗電壓。

2.4 試驗過程及出現(xiàn)的問題

2.4.1 被試設備電容的測量及試驗電流，試驗容量的估算

按照126kV GIS主接線圖：調整一次設備狀態(tài)。用介損儀在1#主變110kV側測得該狀態(tài)下各相分別對地的電容量為：B、C相接地狀態(tài)下的A相的電容量16.98nF，A、C相接地狀態(tài)下的B相的電容量16.48nF，A、B相接地狀態(tài)下的C相的電容量16.63nF，根據(jù)f=，在電容量一定，電感量一定的情況下，計算出試驗的頻率。

試驗注意要點：如果，計算出的頻率大于試驗時的實際頻率很多，這時要注意被試品的的電容量是否起了變化。頻率和電容量成反比的。頻率越高，那么電容量就越低。相反亦然。

2.4.2 交流耐壓試驗加壓程序

第一階段：即“老練凈化”，目的是清除GIS內部可能存在的導電微粒、微量雜質和導體表面毛刺。

第二階段：在“老練凈化”結束后，GIS試驗電壓升至現(xiàn)場交接試驗電壓停留1分鐘，然后退回零位。

2.4.3 加壓過程出現(xiàn)的問題及排查

在對設備的A相進行試驗工程中，被試品放電，試驗設備因故障顯示停止?，F(xiàn)場采用了排除法，對設備的斷開點進行了調整，查出故障的方位，把被試品故障的位置解體，發(fā)現(xiàn)A相的母線有明顯的擊穿痕跡，作業(yè)人員現(xiàn)場分析原因為A相母線上，有粗糙的毛刺，引起了擊穿放電。如圖1所示。

2.5 問題處理及試驗記錄

在交流耐壓試驗過程中，B、C相試品未發(fā)生閃絡、放電和試驗前后絕緣電阻無明顯變化現(xiàn)象。針對A相母線導體，現(xiàn)場進行處理后重新試驗，在交流耐壓試驗過程中，A相試品未再發(fā)生閃絡，放電和試驗前后絕緣電阻也無明顯變化現(xiàn)象，證明本次交流耐壓試驗通過。

（1）110kV導體對外殼，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

（2）110kV斷路器斷口耐壓試驗。

1#主變110kV側斷路器斷口耐壓試驗，試驗數(shù)據(jù)如表2所示。

3 結語

變頻串聯(lián)諧振工作在諧振狀態(tài)，當被試品的絕緣點被擊穿時，電流立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的數(shù)十分之一。發(fā)生閃絡擊穿時，因失去諧振條件，除短路電流立即下降外，高電壓也立即消失，電弧即可熄滅。其恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓斷開電源，所以適用于高電壓、大容量的電力設備的絕緣耐壓試驗，如：GIS變電所、高壓交聯(lián)電力電纜、發(fā)電機、大型變壓器、隔離開關、互感器等。

參考文獻

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