大容量一體化調控技術的實現方法研究

摘要：工頻交流耐壓試驗中，調壓器和控制臺目前多為分離控制調節，設備在運輸、吊裝過程中，損壞頻繁，故障率高。為此，提出了一體化調控裝置，便于試驗設備操作，提高防護等級，緊湊型設計，減少了連接環節，提高設備的可靠性，降低了維修成本。結果表明，大容量一體化調控技術現場應用情況良好。

關鍵詞：工頻交流耐壓試驗 大容量 一體化調控 實現方法

0 引言

在目前的工頻交流耐壓試驗設備中，調壓器和控制臺多為分離控制調節，試驗設備容易因運輸、吊裝發生故障或損壞，嚴重影響了電力設備交接試驗和診斷性試驗工作的效率，也給電網的安全穩定運行帶來了很大隱患。

研究把工頻交流耐壓試驗中分離的調壓器和控制臺設計成為一體化調控裝置，并改進調壓裝置的組合方式，采用集成式控制單元，減小設備的主尺寸，緊湊型的設計減少了連接環節，有效地提高了耐壓試驗裝置的防護等級和可靠性，節省了維修成本，有顯著的技術效益和經濟效益。

1 工頻交流耐壓試驗原理

運行中的電力設備，受到大電流、強磁場、溫升和機械振動等因素的影響，容易發生絕緣劣化，甚至形成設備缺陷。

作為輸變電設備診斷性試驗的重要組成部分，工頻交流耐壓試驗是檢驗被試設備絕緣承受各種過電壓能力最嚴格、最有效的手段。它是通過對被試設備施加一定的電壓，并保持規定的時間，以考察該設備絕緣材料承受各種電壓的能力。工頻耐壓試驗的電壓、波形、頻率等電能質量指標以及在試品絕緣內部的電壓分布都和設備的實際運行狀況非常接近，因此能及時發現試品的絕緣缺陷。

許多例行試驗，如絕緣電阻試驗、回路電阻試驗、直流泄漏電流試驗以及直流電阻試驗等，由于其試驗電壓低于試品的運行電壓，對一些絕緣缺陷往往不能及時發現。所以，以上試驗合格后，方可進行工頻交流耐壓試驗。對于例行試驗發現的絕緣缺陷應設法消除，并重新試驗合格后進行工頻交流耐壓試驗，以免在耐壓試驗中發生絕緣擊穿，造成絕緣缺陷擴大，增加狀態檢修工作量，影響供電可靠性和電網安全穩定運行。

工頻交流耐壓試驗一般用外部工頻交流電源作為輸入電源，經過試驗變壓器，直接輸出交流試驗所需的高電壓加壓到試品上。通過調壓器對試驗電壓進行調節，通過控制臺完成電壓、電流的測量、顯示、保護、報警等功能。其原理接線圖如圖1所示。

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圖1 工頻交流耐壓試驗原理接線圖

2 大容量一體化調控平臺的主要創新點

本項目對調壓器改進組合方式，減小主尺寸，有效利用空間。

集成控制單元，變分立元件為集成方式，縮小控制臺體積。

把調壓器、控制臺有機組合在一起，給操作提供了極大地方便，有效地提高了交流工頻耐壓試驗裝置使用的可靠性。

改變了傳統的安裝方式，裝置使用新型高導磁材料，科學組合。

采用集成控制單元，變分立元件為集成方式，縮小裝置的體積。

在一體化調控平臺上加裝了萬向裝置，方便了設備的吊裝、運輸、移動。

3 大容量一體化調控平臺

提出的大容量一體化調控裝置，由油浸式高壓試驗變壓器和一體化調控平臺組成。一體化調控平臺由接觸式調壓器及測量、顯示、控制、保護、報警和信號電路等組成。一體化調控平臺通過接入380V工頻交流電源，調節調壓器，接入試驗變壓器的初級繞組，通過電磁感應原理，來獲得所需的試驗電壓值。該平臺與試驗變壓器配套完成工頻交流耐壓試驗。大容量一體化調控平臺如圖2所示。

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圖2 一體化調控平臺結構示意圖

該大容量一體化調控平臺由接觸式調壓器及測量、顯示、控制、保護、報警和信號電路等組成。該平臺對目前分離連接的調壓器和控制臺進行了緊湊型一體化設計，減小了設備體積，方便了試驗操作，增強了試驗裝置的可靠性。

大容量一體化調控平臺的操作元件如下：

1-啟動按鈕；2-計時按鈕；3-停止按鈕；4-輸出電壓調節；5-零位指示；6-工作指示；7-聲光報警；8-電源指示燈；9-高壓電壓表；10-計時整定；11-高壓泄漏電流表；12-電流倍率；13-低壓電流表；14-過流保護整定；15-電源輸入端子；16-電壓輸出端子；17-儀表端子；18-高壓端子；19-接地端子。

大容量一體化調控平臺采用新型時間繼電器，計時范圍更廣；采用更精確、更可靠的新型電流繼電器，以確保人身及設備安全；電壓、電流、時間，狀態信息等數據采用大液晶屏顯示，讀數清晰、直觀；帶有自動計時功能，當電壓自動上升至設定值時，設備自動開始計時，當計時結束時，顯示試驗結果，設備自動回到零位；可以通過按鍵直接設定電壓變比（帶密碼保護功能），以連接不同電壓等級的試驗變壓器時，實現了一臺控制設備可適應多臺試驗變壓器。

一體化調控裝置在操作之前應根據不同被試品的容量、電壓等級，先計算好最大工作電流，并調整電流保護器，接地端應良好接地。

4 結論

工頻耐壓試驗大容量一體化調控裝置，根據國家最新電力行業標準而設計，它具有界面友好、操作方便、安全可靠、維護簡單的優點，可用于對各種高壓輸變電設備、絕緣材料等進行相應電壓下的絕緣強度試驗，以檢驗試品的絕緣水平，發現試品的絕緣缺陷，衡量試品過電壓能力，是電網運行、試驗、檢修相關部門及電力設備制造企業進行設備診斷性試驗的首選產品。

參考文獻：

[1]宋昱鋒.工頻直接交流耐壓試驗研究.機電信息，2011，24（12）：21-23.

[2]吳劍敏，吳曉春，魏立新，張志英.采用補償電抗器優化的GIS工頻耐壓試驗系統.江蘇電機工程，2011，30（1）：59-61.

[3]金娜.大容量機組一次調頻對電網頻率控制的影響[D].華北電力大學，2012.

作者簡介：

董理科（1984-），男，山西萬榮人，助理工程師，主要研究方向為電力系統與電力設備故障診斷。