谐振在高压试验中的应用分析李琰

谐振在高压试验中的应用分析李琰

(国网山东高青县供电公司山东淄博256300)

摘要:在对电气设备的绝缘强度进行检测时,通常会使用交流耐压的试验方式,这种方法能够有效的检测出设备绝缘强度,试验结果直接决定了电气设备是否能够顺利投入使用。近年来,电力系统面临的压力正在不断增加,想要提升电力系统在运行过程中的安全性,必须积极的应用交流耐压试验,发挥其重要作用。但是,大部分电气设备在进行耐压试验是必须提升容量或体系,在现场进行试验的难度较大,因此,需要通过谐振法来完成交流耐压试验,以满足现场试验的要求。

关键词:谐振;高压试验;应用

1引言

目前,电网系统的压力越来越大,为了保障系统能够安全运行,交流耐压试验的重要作用也逐渐体现了出来。然而很多电压高、容量大的电气设备在做交流耐压试验的时候必须要增加相应设备的容量、体系等,在现场进行非常不方便,所以,需要采用谐振法来进行,能够解决交流耐压现场试验的困难。

2电力高压试验内容分析

电力高压试验的对象范围较广,例如,电力变压器、发电机、电压电流互感器以及高压交联动力电缆等。目前我国诸多电力设备安全事故皆是因绝缘故障引起的。由此,绝缘故障检测必然成为电力设备高压试验的工作重心,是国家关于电网电力系统高压试验的法定检测环节。一般可将绝缘测试内容分为三个部分:①高压电力设备的出厂检测,在高压电力设备出厂前,制造商有必要对所生产的原材料进行严格检测,要保证产品的合格率,方可进行下一阶段的生产,否则一旦因产品不合格造成的人身生命财产损害,就要承担相应的法律责任。②电力设备因使用率较高,需要承担巨大的供电任务,必然会出现老化,检测人员需要对其进行定期检修,检修后对其进行必要的绝缘测试,确保正常使用,降低电力安全事故的发生率。③要以预防为主,检测为辅,有效降低安全事故的发生。其中电力系统高压试验可根据实验目的的不同分为型式试验、出厂试验、电力系统进行的交接试验、预防试验等,而在电力设备绝缘故障检测中,最常用到的就是绝缘性试验以及耐压性试验。

3谐振在高压试验中的应用的优势

根据个人实践经验总结,谐振装置在电力高压试验中的优势可归纳为:重量轻体积小、操作简易、可调节电压电流、有效排查故障等四大基本特点。与其他实验装置不一样,谐振装置整个设备系统重量较轻、体积较小,便于携带和人工直接操作,更重要的是由于这个特性可减少整个试验过程所需要的能量消耗,提高电力高压试验的效率和可适用性,有利于谐振装置在电力高压试验中的进一步推广。操作简易,主要体现在正弦波形的呈现和改善上。目前,绝大多数谐振装置使用了谐振式电流滤波电路,实际操作人员就可以根据实际需求选择有效的正弦波形,从而有效地输出电力高压试验设备所需的电压,从而最大程度上避免了谐振高压电击穿试验设备等事故发生,确保电力高压试验正常有效地进行,进而确保了谐振装置在电力高压试验中的实践保障。可调节电压电流,是谐振装置由于其他传统方式的特性,便于实际操作和安全保障。主动运用谐振装置,在电力高压试验中可以极大程度上发现电器设备存在的绝缘弱点,最大程度上避免电力高压试验中出现短路、电流流失等问题出现,进而减少试验设备的损失,提高电力高压试验的有效性和可靠性。

4谐振在高压试验中的应用

4.1耐压试验

以某长度为1112m且额定电压为8.7/10kV,无阻燃与阻水的电力电缆为例,通过运用串联谐振装置并选择使用14kV交流试验电压,保障交流耐压试验时间不低于五分钟,进而使得在整个交流耐压试验当中,串联谐振装置可以选择与之相符合的频率,对电抗器数量串接线进行调整,并对变频控制器输出电压进行相应调节,使得试验频率能够与工作频率基本上保持一致。在试验当中试品电容为0.411uF,而与励磁变压器相比,谐振电抗器电抗更高,因此在试验当中不会对励磁变压器电抗给予过多考虑,利用公式1/C=1/(C1+C2)+1/Cx,其中C为电路参数,Cx为试品电容,C1+C2代表电容分压器中的电容,且试验电缆容量及试品电容要小于电容分压器电容,因此整个谐振回路电容基本上与试品电容相一致。在此次试验过程中,工作人员通过使用一台60H电抗器并将试验电流设定为1.2A后进行5分钟的耐压试验,并未发现试验电缆被击穿或是出现绝缘闪络等情况,因此可以有效判断这一试验电缆具有较好的使用性能,可以投入实际使用当中。

4.2低压绕组及中性点耐压试验

文章以750变电站例进行说明。试验用设备有变频谐振电源、励磁变压器、高压电抗器、高压交直流测量系统以及绝缘电阻测试仪。试验以《750KV超高压电力设备交接试验标准》的要求为准,出厂试验电压为120KV。主变压器的出厂试验报告显示,低压绕组对高、中压绕组及地的电容量C1约为35030pF,高、中压绕组对低压绕组及地电容量C2约为18490pF。低压绕组耐压试验使用1节串联电抗器,L=400H。通过计算可知谐振频率为43.22Hz,回路电流为1.13A。中性点耐压试验采用的也是1节串联电抗器,L=400H。通过计算可知谐振频率为57.9Hz,回路电流为0.808A。耐压试验时间为1分钟,试验变频电源为50-110Hz,测试线圈的端头均为短接,飞测试线圈接地。试验结果显示,低压绕组的谐振频率为44.12Hz,中性点谐振频率为59.88Hz,可以看出试验频率比计算值要小,这可能是由于测量用的分压器电容以及回路杂散参数造成的。

4.3局部放电试验

局部放电试验的作用是对绝缘特性进行无损探伤,通过这项试验,能够发现绝缘部分存在的薄弱环节,是常用的绝缘性试验,是一种检验绝缘性的有效方法。在进行试验时,需要使用4个1串,共2串的并联补偿电抗器,支路的电感量是4.8H,进行理论计算后,可以得出电源的谐振频率是128赫兹;高压侧等效容性无功消耗是2548千伏安。想要达到试验中无功补偿与无功消耗的平衡状态,必须保证无功补偿≧Qc,在进行理论计算后,可以得出电抗器的无功补偿为425千伏安。并联补偿电抗器额定功率是800千伏安,所有电抗器的最大无功是3200千伏安。电抗器A的补偿电流为22安培,符合实际状态。试验频率是140赫兹,与理论值存在12赫兹的差异,电感补偿是1840千伏安。电抗器补偿量是2486千伏安,补偿效率为74%左右。通过这种现象可以看出,回路的补偿量有所欠缺,电压与电流的角度为负数,更加符合谐振现象。加压到最高电压耗费的时间是45秒,在短时间的耐压过程后,电压迅速减小,电抗器可以正常运行。

5高压试验过程中使用谐振装置需注意的事项

谐振设备是需通过一定高压试验进行的,所以,要有相关专业人员进行高压的实验,并在进行高压实验正式实施以前,充分掌握相关的使用说明,并进行反复多次实验后,方可正式实施,在通常状态下,要两人以上进行实际操作,而在高压实验进行过程中,要严格按照相关安全规范来进行,另外,也要严格遵守国家标准进行操作,进而大大保证了高压实验过程中的整体正确性以及安全性,在进行高压试验过程中使用串联谐振试验装置,不要接错连接线,尤其是不能接错接地线,否则,便会出现设备的损坏。

6结束语

总之,电气设备的绝缘性好坏,直接决定了电力运行的可靠性和稳定性。因此,在电力高压试验中采用谐振装置具有很大的发展空间。本文阐述了电力高压试验内容、谐振装置在电力高压试验中的优势,并探究了实际应用情况及其注意事项,仅供参考。

参考文献

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