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串聯(lián)諧振在高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)中的應(yīng)用
發(fā)布日期：2019-05-17 點(diǎn)擊：1564次
高壓電氣試驗(yàn)主要是針對電力系統(tǒng)中絕緣系統(tǒng)設(shè)備的安全進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)，在日常運(yùn)行過程中也要定期對電氣設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。交流耐壓試驗(yàn)是高壓電氣試驗(yàn)中較為常見的試驗(yàn)方法，但這種試驗(yàn)對電源和設(shè)備的要求較高，串聯(lián)諧振設(shè)備在其中的應(yīng)用則大大降低了交流耐壓試驗(yàn)的難度，使試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行，所以，有必要對串聯(lián)諧振在高壓試驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析、研究。
一、串聯(lián)諧振概述
在高壓試驗(yàn)中，串聯(lián)諧振的應(yīng)用是利用R-L-C串聯(lián)電路產(chǎn)生諧振，使電流和電源電壓相位相同，產(chǎn)生無功電壓相同、相位相反的效果，這樣整個(gè)電路就會(huì)呈現(xiàn)阻性。其中，諧振電流的大小取決于電阻的大小，而其諧振頻率則是由電路參數(shù)L和C來調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)這兩個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)串聯(lián)諧振。由此可以看出，要想在高壓試驗(yàn)中應(yīng)用串聯(lián)諧振技術(shù)，首先應(yīng)該具備的諧振設(shè)備包括兩個(gè)部分，即電抗器和電容器。其中，電抗器產(chǎn)生電感（L），而電容器產(chǎn)生電容（C），通過調(diào)節(jié)L和C的數(shù)值使得外加電源信號(hào)頻率與電路的固定頻率一致，這時(shí)，電路就會(huì)產(chǎn)生諧振。出現(xiàn)諧振時(shí)，電容和電感上所獲得的電壓值是最大的，這樣就可以利用最大電壓值對電力設(shè)備的試驗(yàn)品進(jìn)行試驗(yàn)，以達(dá)到試驗(yàn)的目的。具體來說，整個(gè)串聯(lián)諧振設(shè)備主要包括變頻調(diào)壓電源、勵(lì)磁變壓器、高壓電抗器和高壓分壓器等。其中，變頻調(diào)壓電源主要是在試驗(yàn)中提供可調(diào)節(jié)頻率和幅值的電壓，具有過壓保護(hù)、放電保護(hù)和過流保護(hù)等多種保護(hù)功能。勵(lì)磁變壓器則能夠?qū)⒆冾l電源中的輸出電壓升高到試驗(yàn)要求的電壓，以使變頻電壓符合諧振要求。高壓分壓器是用來測量試驗(yàn)電壓、保護(hù)信號(hào)的；而高壓電抗器則是諧振回路中不可缺少的部件，是產(chǎn)生諧振的重要工具。當(dāng)系統(tǒng)頻率和電源頻率一致時(shí)，就會(huì)發(fā)生串聯(lián)諧振。
二、串聯(lián)諧振在高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)中的應(yīng)用
從上述分析中可以看出，在串聯(lián)電路中，產(chǎn)生諧振的方法主要是通過調(diào)整電容C和電感L的大小來實(shí)現(xiàn)的，所以，在具體應(yīng)用串聯(lián)諧振設(shè)備的過程中，在實(shí)施試驗(yàn)前，應(yīng)對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)壓器的額定電壓為220V，額定容量為5kVA，升壓變壓器的額定電壓為200V或8000V。其中，調(diào)諧電感L參數(shù)，單支電感的電壓為50kV，電流為0.58A，3支串聯(lián)電感的電壓為150kV，電流為0.58A，諧振電容為10999pF；調(diào)諧電容C參數(shù)值如下，單支電容的電壓為50kV，電容上有1000pF、3000pF、6000pF和10000pF四種規(guī)格。由此可知，不同值數(shù)的電容量不同。
在具體試驗(yàn)過程中，將試驗(yàn)設(shè)備和諧振設(shè)備安置在相應(yīng)的套管位置后對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，并在試驗(yàn)場地周圍裝設(shè)圍欄。在試驗(yàn)開始前，先對絕緣電阻進(jìn)行測試，并準(zhǔn)備三相四線的試驗(yàn)電源，盡量保持電流和電壓的穩(wěn)定。在對每一相電源進(jìn)行測試時(shí)，其他兩相應(yīng)該首尾接地，以保證電路的安全。然后，根據(jù)交接試驗(yàn)和出廠數(shù)據(jù)對每相電容量進(jìn)行折算，在計(jì)算相應(yīng)的電感值時(shí)，具體的數(shù)值可參考上面提到的電容和電感數(shù)據(jù)，之后根據(jù)電感和電容數(shù)據(jù)對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行配置，然后將勵(lì)磁變、分壓器、操作箱等連接好，待檢查各項(xiàng)設(shè)備連接和設(shè)置確定沒有問題后打開電源實(shí)施試驗(yàn)。在試驗(yàn)時(shí)，要先對高壓電氣設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行測量，檢查合格后，將試驗(yàn)設(shè)備接入串聯(lián)諧振電路當(dāng)中。將電源接通，將諧振系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)入操作界面并對分壓器的試驗(yàn)時(shí)間、電壓和電壓等級(jí)等進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后就可選擇自動(dòng)調(diào)諧項(xiàng)。這時(shí)，諧振系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)開始進(jìn)行調(diào)諧，變頻電源會(huì)在30～300 Hz之間進(jìn)行自動(dòng)掃描，并開始尋找諧振點(diǎn)。當(dāng)產(chǎn)生諧振后，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)在諧振情況下設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行升壓操作，對試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行高壓測試試驗(yàn)，然后在1 min后系統(tǒng)會(huì)開始自動(dòng)降壓，這樣就完成了一相試驗(yàn)，其他高壓設(shè)備試驗(yàn)依上述內(nèi)容進(jìn)行。
在進(jìn)行加壓試驗(yàn)的過程中，試驗(yàn)人員還應(yīng)該注意以下三個(gè)問題：①由于試驗(yàn)過程中電壓值過高，因而在試驗(yàn)前要提前做好安全防護(hù)準(zhǔn)備，做好相應(yīng)的安全防范措施。同時(shí)，要明確試驗(yàn)人員的職責(zé)和分工，確保在試驗(yàn)過程中安全措施的周密性，以免高壓電傷及試驗(yàn)人員。②在試驗(yàn)過程中，升壓變壓器和電感器之間會(huì)出現(xiàn)互感影響，所以，為了減少兩者之間的影響，以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在電感器和升壓變壓器的安排上，應(yīng)將兩者之間的距離設(shè)置在1.5 m以上，以消除兩者之間的互感影響。③試驗(yàn)人員在實(shí)施試驗(yàn)前，應(yīng)該對分壓器的數(shù)字電壓表進(jìn)行檢查，查看其是否出現(xiàn)電池電壓不足的情況。當(dāng)電壓表顯示電池電壓不足時(shí)，應(yīng)該及時(shí)更換電池，以保證數(shù)字電壓表能夠正常工作，準(zhǔn)確顯示分壓器的電壓值。
三、結(jié)束語
在高壓試驗(yàn)中，串聯(lián)諧振技術(shù)的應(yīng)用能夠有效減小試驗(yàn)所需要的電源容量，同時(shí)，串聯(lián)諧振設(shè)備的質(zhì)量較輕，與原來的變壓器相比，它能夠有效減小高壓試驗(yàn)的質(zhì)量，具有電源容量小、安全、可靠、裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提高高壓試驗(yàn)效率，使電力設(shè)備能夠盡早投入到電力系統(tǒng)的運(yùn)行中。
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