諧振法交流耐壓試驗自動計算軟件的研究及應用

徐晨 須琳 汪英紅

摘要：本文旨在高效、順利開展設備的交流耐壓試驗，建立諧振法交流耐壓試驗設備選配自動計算校核分析軟件，根據不同試驗原理有針對性的搭建相應的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應性廣，其設備的選配均能達到科學合理。對于比較常見且典型的對象如發電機、變壓器、升壓站等，根據其各自的特點及對試驗電壓和頻率的要求，開發相應的軟件模型。在試驗前期準備時，通過該軟件的計算分析，選擇出最合適的試驗設備，最佳的組合方式進行試驗，使設備成本、人員成本、運輸成本降到最低，實現交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核的流程化、規范化、統一化管理。

關鍵詞：諧振 交流耐壓 自動計算

為高效、順利開展各類大型設備的交流耐壓試驗，試驗前耐壓設備的選配計算和試驗時對重點關注參數的計算就非常重要。筆者在此提出建立諧振法交流耐壓試驗設備選配自動計算校核分析軟件，根據不同試驗原理有針對性的搭建相應的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應性廣，其設備的選配均能達到科學合理。對于比較常見且典型的對象如發電機、變壓器、升壓站等，根據其各自的特點及對試驗電壓和頻率的要求，開發相應的軟件模型。在試驗前期準備時，通過該軟件的計算分析，選擇出最合適的試驗設備，最佳的組合方式進行試驗，使設備成本、人員成本、運輸成本降到最低，實現交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核的流程化、規范化、統一化管理，軟件界面如圖1所示。

通過對現有工作模式的研究分析，結合耐壓試驗相關的標準規程，制定交流耐壓試驗設備選配計算、校驗校核、數據管理的全過程管理應用的技術軟件。諧振型耐壓試驗從原理分為兩大類，即串聯諧振耐壓法和并聯諧振耐壓法，不同的試驗原理交流耐壓試驗，其設備參數的選型計算均不同，根據不同試驗原理有針對性的搭建相應的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應性廣，對各種原理的交流耐壓試驗，其設備的選配均能達到最科學，最合理。該項目具體實施方法和技術路線如下：

（1）、交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核軟件的整體布局和框架搭建。根據試驗需要分別構建該軟件的電腦平臺和手機平臺的整體布局和框架，確保其功能強大齊全，布局合理，軟件界面清晰直觀。

（2）、針對不同原理的交流耐壓試驗搭建相應的軟件模型。交流耐壓試驗從原理分為兩大類，即串聯諧振耐壓法和并聯諧振耐壓法，不同的試驗原理交流耐壓試驗，其設備參數的選型計算均不同，根據不同試驗原理有針對性的搭建相應的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應性廣，對各種原理的交流耐壓試驗，其設備的選配均能達到最科學，最合理。

（3）、針對發電機、變壓器、升壓站等典型試驗對象，完善相應的軟件模型。現場交流耐壓試驗中，比較常見且典型的對象有發電機、變壓器、GIS，這些試驗對象根據其自身的設備特點及對試驗電壓和頻率的要求，所使用的試驗原理不同，其試驗方法也有差異，例如發電機多使用工頻串聯諧振法進行交流耐壓試驗;變壓器通常采用感應耐壓和外施耐受電壓法，不同試驗方法對頻率的要求各不相同，感應耐壓法一般采用并聯諧振，頻率要求為10Hz～300Hz ;外施耐受電壓法則因電壓較高，一般為串聯諧振且頻率要求為45Hz～65Hz;因此針對不同的試驗對象，應嚴格依據試驗標準，在試驗前期準備時，根據其對試驗電壓和試驗頻率的不同要求，通過該軟件的計算分析，選擇出最合適的試驗設備，最佳的組合方式進行試驗，使設備成本、人員成本、運輸成本降到最低。該軟件可實現試驗中各個環節所需試驗參數的計算，例如試驗電壓、試驗電流、試驗中所需的電源容量及電纜尺寸，以方便試驗現場提前準備合適的電源和電纜。由于試驗經常處于基建現場，環境較為復雜，試驗前通過軟件計算好電源容量和所需電纜規格，然后選擇出最優化路徑的電源，可以大大降低人力和物力成本以及減少不必要的勞力輸出。當現場試驗對象的參數有變動或與試驗前提供的參數不符合，導致原有的設備組合搭配上無法滿足現場試驗的要求時，利用該軟件，可根據現場實際數據，快速高效地實現試驗參數的重新計算和試驗設備的重新選配，確定設備新的組合方式，代替了原來的現場進行紙質計算，高效且避免錯算。

（4）、交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核軟件的檢核與驗收。根據以往收集的大量試驗數據，對軟件進行多次驗證性校核，首先確保軟件能夠正常使用，無死區，無卡頓、正常運行時不會意外退出;其次，校核軟件計算結果的正確性和合理性，通過對同一個試現場試驗過程中真實的驗證其計算結果的驗對象變換計算量，進行反復校核計算，確保軟件計算的可重復性和計算結果的正確性。進行現場試驗前，利用電腦平臺軟件和手機軟件分別計算出試驗設備的選型配置及所需的電源容量和電纜尺寸，在正確性，確保該軟件計算結果真實有效。

本研究旨在建立諧振法交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核軟件電腦平臺和手機平臺，通過軟件計算出試驗所需的參數及設備的最佳組合方式，使設備成本、人員成本、運輸成本降到最低，實現交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核的流程化、規范化、統一化管理，提高交流耐壓試驗的效率，研究成果可適用于火力發電機組各種類型設備的交流耐壓試驗。

軟件的現場應用：2021年在安徽某火力發電機組進行1350MW變壓器長時感應耐壓帶局部放電試驗前，試驗人員用該軟件進行了試驗前儀器設備的配置和重要參數的計算，確定了試驗時所需電源容量及電纜尺寸、試驗時升壓變容量及參數配置、電抗器參數配置及試驗電壓等，并計算出試驗回路中總電流計算為359.79A。在實際做試驗過程中，試驗人員發現試驗電流遠大于359.79A，達到了900A。現場技術討論中，排除試驗電源容量不足、試驗設備選型有誤、現場交接試驗不當等設備廠家提出的可能，最后將問題歸結為廠家出廠消磁措施有誤或設備本身質量存在缺陷，后經現場各方一致同意實施現場消磁工作，最終解決了該問題。該試驗結果證明前期的設備配置及重要參數計算在試驗過程中具有重要的指導意義，正是因為試驗時電流遠大于計算電流，才引起了試驗人員及參試各方的高度關注，最終發現是變壓器剩磁過大的問題，排除了變壓器自身故障，為試驗的順利進行和工程的如期推進節約了大量的時間。

綜上所述，建立諧振法交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核軟件電腦平臺和手機平臺，通過軟件計算出試驗所需的參數及設備的最佳組合方式，可以使設備成本、人員成本、運輸成本降到最低;第二，可及時發現試驗過程中異常的試驗參數，便于試驗人員及時分析和處理，極大的節省了試驗時間;第三，可實現交流耐壓試驗設備選配計算及分析校核的流程化、規范化、統一化管理，提高交流耐壓試驗的效率，可廣泛適用于火力發電機組各種類型設備的交流耐壓試驗。

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作者簡介：徐晨（1990-），女，陜西華縣人，工程師，本科，工作方向：發電機組及變電站調試。