技術(shù)天地
工頻串聯(lián)諧振耐壓裝置|工頻諧振|四方國瑞電力
發(fā)布日期：2020-06-10 點(diǎn)擊：3448次
四方國瑞電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠家，四方國瑞電力產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內(nèi)都廣受好評，以打造最具權(quán)威的“串聯(lián)諧振“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。
在當(dāng)今世界，電能已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)、人民生活必不可少的一部分。盡管輸變電工業(yè)僅占國民生產(chǎn)總值的1%，但是其重要性已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1%，毫不夸張的說電可主宰國民經(jīng)濟(jì)，因此各國對輸變電行業(yè)都非常重視。目前我國的變壓器試驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)有了顯著的變化，已經(jīng)由傳統(tǒng)的指針式儀表發(fā)展成數(shù)字式儀表，從手工操作控制逐步向自動化方向發(fā)展，各種新方法新技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，這使試驗(yàn)結(jié)果比過去更準(zhǔn)確更可靠。
變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理通過變換電壓來傳輸電能的設(shè)備，而電壓變換則是靠改變原副邊匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)的一種變換。變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6開關(guān)、CT/PT、絕緣子、母線、電纜、套管等容性設(shè)備是變電站中最常見的一次電氣設(shè)備。根據(jù)220V以及以下變電站一次電氣設(shè)備耐壓的試驗(yàn)規(guī)程要求，相應(yīng)的交/直流耐試驗(yàn)設(shè)備既要滿足高電壓、小電流的試驗(yàn)條件，又要滿足低電壓，大電流的試驗(yàn)條件，要求兼顧較寬的適用范圍，采用串聯(lián)諧振的原理，由變頻電源控制箱(控制臺)、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成了主設(shè)備，在電容分壓器上，接入整流硅堆及微安表，即可完成直流耐壓試驗(yàn)。由于系統(tǒng)諧振后具有很好的濾波特性，因此其生產(chǎn)的直流電壓優(yōu)于普通試驗(yàn)變壓器整流出來的直流電壓。是地、市、縣級高壓試驗(yàn)部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設(shè)備。
工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置具有以下產(chǎn)品特性：
1、工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，由于諧振無功全補(bǔ)償，電源和設(shè)備的功率僅為被試品所需容量的1/10以下(1/Q10)；同容量的體積小、重量輕，裝置輸出容量大而所需配置的電源容量小，價廉，使用操作便捷而安全生；
2、工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，實(shí)際是個電流濾波回路，使通過被試品的電流基本是基波電流，輸出電壓的波形畸變率(THD)極小，優(yōu)于現(xiàn)有所有類型的交流耐壓設(shè)備；
3、工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，試品閃絡(luò)或擊穿后的短路電流僅為短路前試驗(yàn)電流的1/10以下的(1/Q)能有效防止擊穿后擴(kuò)大對故障點(diǎn)的損傷；
4、工頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，閃絡(luò)后立即自動熄弧，熄弧后恢復(fù)諧振狀態(tài)電壓建立的過程較長(秒數(shù))是一個穩(wěn)態(tài)的建立過程，既無電壓過沖之慮更無微秒級毫秒級瞬態(tài)過程的恢復(fù)過電壓的危險。
例：10kV火力發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.08μF，試驗(yàn)頻率為45-65Hz,試驗(yàn)電壓不超過25kV。
使用電抗器二節(jié)串聯(lián),此時電抗器電感量為L=56*2=112H
試驗(yàn)頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√112×0.08×10-6)=53Hz。
試驗(yàn)電流 I=2πfCU試 =2π×53×0.08×10-6×25×103=0.66A
工頻諧振試驗(yàn)裝置電抗器使用關(guān)系表
設(shè)備組合
被試品對象
電抗器
44kVA/22kV 二節(jié)
激勵變壓器
輸出端選擇
10kV發(fā)電機(jī)
使用電抗器串2節(jié)串聯(lián)
3kV
總結(jié)：10kV火力發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)，電容量≤0.08μF，試驗(yàn)頻率為45-65Hz,試驗(yàn)電壓不超過25kV的選型結(jié)果是BPXZ-HT-88kVA/44kV變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置。
工頻諧振試驗(yàn)裝置現(xiàn)場試驗(yàn)時，應(yīng)合理選擇品質(zhì)因素。試驗(yàn)電壓較高時，應(yīng)盡量提高品質(zhì)因素，以減小現(xiàn)場試驗(yàn)時需要的電源容量，試驗(yàn)電壓較低時，為了準(zhǔn)確平穩(wěn)控制試驗(yàn)電壓，品質(zhì)因素應(yīng)控制在合理水平，滿足試驗(yàn)要求即可。
變壓器的安全運(yùn)行除變壓器的性能要符合國家標(biāo)準(zhǔn)和用戶技術(shù)要求外，還需要保證變壓器的絕緣電氣強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。變壓器的電氣強(qiáng)度是考核變壓器在正常工作電壓和非正常狀態(tài)下能安全可靠運(yùn)行的必要條件，工頻耐壓試驗(yàn)就是其中的一項(xiàng)試驗(yàn)。短時工頻耐受電壓試驗(yàn)是對絕緣施加一次相應(yīng)的額定耐受電壓（有效值）。工頻耐壓試驗(yàn)時，變壓器的被試?yán)@組及其引線和與它相連的元件（如開關(guān)等）均承受同一試驗(yàn)電壓，而非被試?yán)@組則短路接地。對于全絕緣變壓器（即繞組的首末端絕緣水平相同），繞組首末端的工頻絕緣水平和工頻耐受電壓值一致。對于分級絕緣變壓器（即繞組的首末端絕緣水平不同），工頻耐壓的試驗(yàn)值和繞組末端的工頻絕緣水平一致。 工頻耐壓試驗(yàn)的目的是考核繞組對地和繞組之間的主絕緣強(qiáng)度。這一目的對于全絕緣變壓器來說完全能達(dá)到，對于分級絕緣的變壓器，則只能考核繞組對鐵軛的端絕緣，繞組部分引線對地絕緣強(qiáng)度，至于繞組對地和繞組之間的絕緣強(qiáng)度，則無法達(dá)到考核的目的。1. 試驗(yàn)設(shè)備 工頻耐壓試驗(yàn)主要由試驗(yàn)電源、試驗(yàn)變壓器、測量和保護(hù)等設(shè)備組成。電源在工頻耐壓試驗(yàn)中應(yīng)該是可調(diào)節(jié)的，它可以由自耦調(diào)壓器、移圈調(diào)壓器、同步發(fā)電機(jī)組等來實(shí)現(xiàn)?？烧{(diào)電源的容量一般均應(yīng)與試驗(yàn)變壓器的容量相匹配，要求其輸出電流等于試驗(yàn)變壓器的低壓側(cè)的額定電流，其輸出電壓等于或大于試驗(yàn)變壓器的低壓側(cè)的額定電壓。 同步發(fā)電機(jī)組是比較理想的一種可調(diào)電源。其優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定，且波形較好。其缺點(diǎn)是價格昂貴，且占地面積較大，運(yùn)行時噪聲大。在工頻耐壓試驗(yàn)時，由于負(fù)載是容性的，因此，用它作為電源供電時，如果補(bǔ)償不好，往往會發(fā)生自勵現(xiàn)象。 自耦調(diào)壓器是用一滑動觸頭沿繞組移動變成可調(diào)電源，它的調(diào)壓不是均勻的，是分級調(diào)壓，但每級分得很細(xì)。由于它價格便宜，攜帶方便，漏抗小，波形較好，使用較廣。但因?yàn)樗嬖诨瑒佑|頭，容量受到限制，適用于小容量試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓之用。 移圈調(diào)壓器的調(diào)壓原理是：將匝數(shù)相等而繞向相反的兩繞組互相串聯(lián)，用一個短路繞組套在互相串聯(lián)的兩繞組之外，該短路繞組可以上下移動，因此，起到調(diào)節(jié)電壓的作用。由于移圈調(diào)壓器沒有滑動觸頭，其容量可以做得很大，可用于較大容量的變壓器試驗(yàn)。但是，由于移圈調(diào)壓器鐵心部分磁路可能飽和，電壓輸出波形較差，選用時應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取措施。 試驗(yàn)變壓器是產(chǎn)生試驗(yàn)電壓的關(guān)鍵設(shè)備，由于工頻耐壓試驗(yàn)時被試變壓器表現(xiàn)為一個純電容，所以試品電容的大小與試驗(yàn)變壓器的容量選擇關(guān)系很大。在試驗(yàn)時，一般要求試驗(yàn)變壓器的高壓側(cè)額定電壓略高于試品的試驗(yàn)電壓，其額定電流不低于被試品的最大電容電流。測量和保護(hù)裝置是進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時必不可少的設(shè)備。常用的測量裝置有球隙、靜電電壓表、試驗(yàn)變壓器的測量繞組、高電壓互感器及工頻電容分壓器等。目前常用的測量手段是利用工頻電容分壓器接峰值電壓表法。為防止試品擊穿引起的過電流、過電壓對試驗(yàn)設(shè)備、試品造成不應(yīng)有的損壞，在工頻耐壓試驗(yàn)時，一般要采取一定的方法來保護(hù)。常用的保護(hù)方法有在試驗(yàn)變壓器與試品之間串入一定阻值的電阻，將保護(hù)球隙與被試品并聯(lián)，在試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)安裝過電壓、過電流保護(hù)裝置等。2. 耐壓試驗(yàn)應(yīng)注意的問題 首先，如果使用發(fā)電機(jī)組作耐壓試驗(yàn)的電源，應(yīng)特別注意發(fā)電機(jī)的自勵現(xiàn)象，應(yīng)在試驗(yàn)前，根據(jù)被試變壓器的電容核算系統(tǒng)的容性電流大小，選擇適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電抗值。其次，根據(jù)試品耐壓值來選擇合適的滿足準(zhǔn)確度要求的測量儀器。當(dāng)選用分壓器時，要注意分壓器對安放位置的要求，特別要注意低壓側(cè)儀表的選用，必須使用校準(zhǔn)時所用的峰值表不能更換為其他型號的儀表。否則要影響分壓比，造成顯著的測量誤差。 保護(hù)電阻是限制被試變壓器擊穿時短路電流用的，假如不串聯(lián)接人保護(hù)電阻，那么在被試變壓器擊穿時，相當(dāng)于試驗(yàn)變壓器在較高的輸出電壓下直接短路，會產(chǎn)生很大的短路電流，引起試驗(yàn)變壓器的損壞，在高壓繞組產(chǎn)生危險的振蕩，使試品和試驗(yàn)變壓器上均出現(xiàn)過電壓。因此，限制短路電流至允許值是非常必要的，所以必須接人保護(hù)電阻，其電阻數(shù)值一般取短路電流限制在允許程度。
