變頻串聯(lián)諧振的交流耐壓試驗(yàn)

蒲靈娟

摘 要：文章對(duì)串聯(lián)變頻諧振交流耐壓試驗(yàn)的工作原理及試驗(yàn)方法介紹，通過對(duì)渭南地區(qū)64/110 kV電纜的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，并提出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：電力電纜；變頻串聯(lián)諧振；交流耐壓試驗(yàn)；調(diào)諧

中圖分類號(hào)：TM406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0118-01

電網(wǎng)改造過程中，高壓電氣設(shè)備廣泛使用，交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度最直接的方法，也是判斷電氣設(shè)備能否投運(yùn)以避免發(fā)生絕緣事故最有效最主要的手段。

1 變頻串聯(lián)諧振

1.1 工作原理

變頻串聯(lián)諧振原理是應(yīng)用LC串聯(lián)諧振產(chǎn)生交流高壓電源來進(jìn)行工作。變頻串聯(lián)諧振全套設(shè)備主要由變頻電源、勵(lì)磁變壓器、諧振電抗器、高壓分壓器和補(bǔ)償電容器五部分組成。

1.2 裝置配置的計(jì)算方法

實(shí)際使用時(shí)，裝置配置主要取決于以下幾個(gè)方面：①電纜的最高試驗(yàn)電壓Us。②電纜的最大和最小等效電容量Cx。③電纜的試驗(yàn)頻率f。工頻交流范圍：45～65 Hz。④耐壓時(shí)間T。

1.3 電力電纜交流耐壓試驗(yàn)方法

電力電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，被試電纜的其中一相接交流高壓電源，其它兩相接地，電纜另一端三相開路，不能三相并聯(lián)對(duì)地同時(shí)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2.1 現(xiàn)場(chǎng)使用方法及具體試驗(yàn)情況

現(xiàn)場(chǎng)使用按以下步驟進(jìn)行：①估算被試電力電纜的等效電容量Cx。②根據(jù)已配電抗器的情況，選擇串并聯(lián)應(yīng)用。根據(jù)公式I≤2 πfCUs以及f==50 Hz計(jì)算可能的回路電流和頻率范圍，并注意電抗器的實(shí)際耐壓情況。③連接線路時(shí)，電抗器串并聯(lián)使用時(shí)應(yīng)注意同名端引線及耐壓等。④確保線路連接好，接通變頻電源的電源開關(guān)。⑤試驗(yàn)完畢后，降壓關(guān)機(jī)，并給電纜放電。

下面舉個(gè)具體現(xiàn)場(chǎng)例子，供大家參考。

線路名稱：豐塬變110 kV豐陜Ⅰ線路。

電纜型號(hào)：YJLW03 64/110 1×400；電纜長(zhǎng)度：120 m

可知：此電纜的等效電容量=0.017 uF，試驗(yàn)電壓=128 kV，試驗(yàn)頻率為30 Hz≤f≤80 Hz，串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)≥30。通過理論計(jì)算裝置的配置參數(shù)如下：試驗(yàn)電源輸出功率P0=，其中Us為電纜試驗(yàn)電壓，Is≈w C0Us，Q為回路的品質(zhì)因數(shù)，根據(jù)此公式，可計(jì)算出變頻電源及勵(lì)磁變壓器需要的最大功率為（按Q=30計(jì)算）：

P080===4.6 kW

P050===2.9 kW

可知驗(yàn)裝置配置清單如下：

①變頻電源：功率10 kW，輸入電壓：AC 380 V，輸出電壓 400 V，一臺(tái)。

②勵(lì)磁變壓器：功率10 kW，輸出電壓：0.6 kV/2 kV/4 kV，一臺(tái)。

③諧振電抗器：耐壓100 kV，電流50 A，電感量50 H，兩臺(tái)。

④高壓分壓器：200 kV分壓器，一臺(tái)。

⑤補(bǔ)償電容器：0.1 uF/100 kV，共兩只。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

由以上現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，隨著高電壓的上升，由于諧振電抗器電抗量的變化而品質(zhì)因數(shù)Q值的變化（下降），在實(shí)際應(yīng)用中，這種現(xiàn)象是正常的，不用擔(dān)心，這個(gè)問題可以解決，因?yàn)槠焚|(zhì)因數(shù)Q值的變化是由于諧振電抗器電抗量的變化引起，這種變化本身沒法改變磁石，我們只需要將諧振頻率稍微調(diào)高即可。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的故障和原因，以及解決故障

的策略

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種問題，有些問題比較常見和容易處理，比如儀器自身問題、現(xiàn)場(chǎng)接線問題、現(xiàn)場(chǎng)供電問題以及儀器與負(fù)載的匹配問題等。現(xiàn)在要說的是一種特殊情況，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中，當(dāng)調(diào)諧后電壓達(dá)到測(cè)量要求最高值時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓突然降落，這屬于失諧現(xiàn)象，是正常的，因?yàn)楫?dāng)電壓升高后，諧振電抗器的電感量會(huì)發(fā)生變化，諧振頻率跟著變化導(dǎo)致高壓值發(fā)生變化。此時(shí)要想讓高壓值再次達(dá)到測(cè)量要求最高值，只需要重新改變一下諧振頻率即可。一般情況下，這時(shí)頻率稍微增加一點(diǎn)點(diǎn)即可。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的兩個(gè)注意事項(xiàng)：①變頻電源輸出任何一端不得接地。②必須保證系統(tǒng)良好的接地。

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