電力高壓試驗(yàn)中串聯(lián)諧振裝置的作用

陳佳

摘要：電力高壓試驗(yàn)中，為確保電力系統(tǒng)運(yùn)輸速度和使用效率，需要借助高壓試驗(yàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試中串聯(lián)諧振裝置發(fā)揮著重要作用，確保測(cè)試試驗(yàn)有效開(kāi)展。能夠有效提升試驗(yàn)操作靈活性，對(duì)輸出波形進(jìn)行合理調(diào)整，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供技術(shù)輔助。

關(guān)鍵詞：高壓試驗(yàn);串聯(lián)諧振裝置;作用

引言

在電力高壓試驗(yàn)中設(shè)備絕緣性能檢測(cè)是常用方式，設(shè)備絕緣性能將對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。本文以電力高壓試驗(yàn)中串聯(lián)諧振裝置的作用為題目展開(kāi)討論，首先簡(jiǎn)述串聯(lián)諧振裝置結(jié)構(gòu)和應(yīng)用原理，然后結(jié)合試驗(yàn)項(xiàng)目分析串聯(lián)諧振裝置應(yīng)用作用。

1串聯(lián)諧振裝置結(jié)構(gòu)和應(yīng)用原理

1.1裝置結(jié)構(gòu)

串聯(lián)諧振裝置指的是通過(guò)控制裝置、勵(lì)磁變壓裝置、電容分壓裝置、電抗裝置組成。按照串聯(lián)諧振，通過(guò)勵(lì)磁裝置產(chǎn)生諧振回路，對(duì)變頻裝置輸出情況加以改變，構(gòu)建回路感應(yīng)和試驗(yàn)品間串聯(lián)諧振，將所產(chǎn)生諧振電壓作用至試驗(yàn)品。近些年來(lái)，在化工、石油、電力等諸多領(lǐng)域均應(yīng)用到該裝置。串聯(lián)諧振裝置可應(yīng)用于容量、電壓較高交接和預(yù)防測(cè)試工程中。在電壓層面可應(yīng)用于10kV、110kV、220kV、500kV項(xiàng)目中，并且在大型變壓設(shè)置、發(fā)電機(jī)組耐壓測(cè)試、接地電阻、變壓感應(yīng)項(xiàng)目中也得到廣泛的應(yīng)用，試驗(yàn)結(jié)果也較為穩(wěn)定。

1.2應(yīng)用原理

串聯(lián)諧振裝置應(yīng)用于實(shí)際試驗(yàn)中是通過(guò)電容融合和電抗電感雙重作用下，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)諧振目的。通過(guò)串聯(lián)諧振在試驗(yàn)品中獲得高壓電流，將電流輸入至測(cè)試裝置，獲取試驗(yàn)裝置絕緣效果數(shù)據(jù)參數(shù)?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)技術(shù)不斷優(yōu)化，可以直接通過(guò)串聯(lián)諧振裝置調(diào)節(jié)功率通道，實(shí)現(xiàn)諧振裝置與測(cè)試設(shè)備組件電容諧振融合，從而獲得測(cè)試電壓。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)包括多項(xiàng)分支特性設(shè)計(jì)，從而最大戶對(duì)低電流、高電壓適應(yīng)。串聯(lián)諧振裝置運(yùn)行形成回路表現(xiàn)為：

其中Uc表示承受電壓;U表示勵(lì)磁電壓;X表示容抗;Xl表示回路感抗。

2電力高壓試驗(yàn)中串聯(lián)諧振裝置的作用

2.1實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)便利性

現(xiàn)階段，串聯(lián)諧振裝置的應(yīng)用逐漸成熟，自身具有多種優(yōu)點(diǎn)。相比于其他裝置串聯(lián)諧振裝置重量較輕，體積小，占用空間也較小，因此應(yīng)用在試驗(yàn)中具有便利性。另外，實(shí)際試驗(yàn)中，串聯(lián)諧振裝置只負(fù)責(zé)試驗(yàn)中功耗模塊，可有效提高試驗(yàn)可靠性。串聯(lián)諧振裝置開(kāi)發(fā)以及優(yōu)化調(diào)整與計(jì)算機(jī)相同，為持續(xù)改良狀態(tài)，主要對(duì)外觀和性能加以改善?，F(xiàn)階段，相比于傳統(tǒng)同類型的常規(guī)設(shè)備，串聯(lián)諧振裝置體積小，重量減輕，在試驗(yàn)中消耗電力也較小，因此有效降低試驗(yàn)中的能量損耗，提高試驗(yàn)操作質(zhì)量和效率。例如，在電纜測(cè)試中，將串聯(lián)諧振裝置應(yīng)用其中，因?yàn)闇囟茸兓瘜?duì)電阻率產(chǎn)生影響。所以，實(shí)際作業(yè)時(shí)，相關(guān)人員需要對(duì)溫度加以控制，確保項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定性和可行性。電纜中直流電壓受空間電荷因素影響，導(dǎo)致附件出現(xiàn)絕緣閃絡(luò)問(wèn)題，進(jìn)而造成局部電壓瞬時(shí)增加，對(duì)絕緣試驗(yàn)準(zhǔn)確性造成影響。最后，直接耐壓測(cè)試中，電纜運(yùn)行難以出現(xiàn)異常情況，造成電纜受損，無(wú)法正常運(yùn)行，但如果在試驗(yàn)中設(shè)置串聯(lián)諧振裝置便能夠有效避免相同問(wèn)題發(fā)生[1]。并且，恰好因?yàn)榇?lián)諧振裝置的體積比較小，因此應(yīng)用更加靈活，在項(xiàng)目中應(yīng)用更加廣泛。在容量較大試驗(yàn)項(xiàng)目中，當(dāng)絕緣子擊穿，相應(yīng)位置將發(fā)生短路情況，流通電流值隨之增加，燒毀鐵芯，增加風(fēng)險(xiǎn)值。

2.2對(duì)于輸出壓力波形加以改善

串聯(lián)諧振裝置可以對(duì)輸出壓力波形加以優(yōu)化，產(chǎn)生正弦波形，避免試驗(yàn)受損或者被擊穿，最大程度降低故障發(fā)生概率。串聯(lián)諧振裝置電流波形是諧振式，因?yàn)椴ㄐ蝺?yōu)勢(shì)，能夠?qū)Σㄐ渭右杂行Ц纳芠2]。例如，GIS設(shè)備中應(yīng)用串聯(lián)諧振裝置，該裝置為氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置，能夠在產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢煤筮M(jìn)行組裝應(yīng)用。在實(shí)際的運(yùn)輸中，因?yàn)椴糠止碳蜆?gòu)件很容易受外力作用而出現(xiàn)位移、松動(dòng)等情況。此類問(wèn)題的發(fā)生不僅對(duì)運(yùn)輸效率產(chǎn)生影響，同時(shí)將增加經(jīng)濟(jì)損失。但是在設(shè)備運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)后，通過(guò)串聯(lián)諧振裝置對(duì)電場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，提供準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，從而有效降低故障發(fā)生概率。所以，對(duì)串聯(lián)諧振裝置加以合理應(yīng)用，能夠?qū)毫Σㄐ渭右詣?dòng)態(tài)檢測(cè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體情況加以全面掌握。

2.3確保試驗(yàn)穩(wěn)定性

在電力高壓項(xiàng)目中應(yīng)用串聯(lián)諧振裝置具有可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)運(yùn)行均是通過(guò)進(jìn)口組件進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，頻率和電壓比較穩(wěn)定，具有良好的自動(dòng)調(diào)諧作用，保護(hù)功能較為完善，可有效提升試驗(yàn)穩(wěn)定性，確保供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在電力高壓項(xiàng)目中應(yīng)用串聯(lián)諧振裝置，可對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行中電力設(shè)備運(yùn)行情況以及系統(tǒng)絕緣效果加以全面檢測(cè)。傳統(tǒng)試驗(yàn)中，多因?yàn)闄z測(cè)覆蓋較小而無(wú)法對(duì)供電系統(tǒng)中存在的問(wèn)題加以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，最終出現(xiàn)漏電故障，引發(fā)短路故障。當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障，將導(dǎo)致電力設(shè)備出現(xiàn)過(guò)載情況，如果繼電保護(hù)無(wú)法做出相應(yīng)反應(yīng)，則將導(dǎo)致設(shè)備損傷、燒傷甚至爆炸。例如，在交流耐壓試驗(yàn)中，為確保發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，電壓穩(wěn)定，需要通過(guò)交流耐壓試驗(yàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣情況進(jìn)行檢測(cè)，按照檢測(cè)結(jié)果科學(xué)制定運(yùn)行方案。試驗(yàn)時(shí)，采用傳統(tǒng)方式無(wú)法對(duì)發(fā)電機(jī)電流和電壓進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，出現(xiàn)設(shè)備故障，甚至短路燒毀設(shè)備。為避免鐵芯燒毀，通過(guò)串聯(lián)諧振裝置，試驗(yàn)時(shí)鐵芯氣隙變換電感，電流電壓諧振，調(diào)整電流電壓的波形，以免鐵芯燒毀。例如電力電纜的長(zhǎng)度為1000m，通入14kV的交流電壓進(jìn)行試驗(yàn)，合理選擇頻率，對(duì)電抗器的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)變頻控制器電壓進(jìn)行調(diào)整，是試驗(yàn)頻率和工作頻率保持一致。電容0.411μF，對(duì)比勵(lì)磁變壓器，串聯(lián)諧振裝置的電抗值更高。試驗(yàn)按照公式：1/C=1/Cx+1/（C1+C2）[3]，其中，C表示為電路參數(shù)，C1+C2表示為分壓器電容，Cx表示為試驗(yàn)電容。試驗(yàn)電容和電纜容量均小于分壓器的電容，所以諧振回路的電容應(yīng)當(dāng)與試驗(yàn)電容一致。在試驗(yàn)中，借助電抗器在1.2A電流環(huán)境中開(kāi)展耐壓試驗(yàn)，時(shí)間為5min，如果出現(xiàn)閃絡(luò)或者被擊穿情況，則表明電纜的性能良好。

總結(jié)

綜上，串聯(lián)諧振裝置主要應(yīng)用在交流耐壓、電纜高壓、氣體開(kāi)關(guān)等試驗(yàn)中，能夠?qū)﹄妷翰ㄐ渭右詢?yōu)化，最大程度降低供電系統(tǒng)電力故障發(fā)生概率，提升高壓試驗(yàn)準(zhǔn)確性、安全性、可靠性，為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。在未來(lái)的電力系統(tǒng)建設(shè)中需要對(duì)串聯(lián)諧振裝置加以優(yōu)化應(yīng)用，為高壓試驗(yàn)提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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