 |
上?？档请姎饪萍加邢薰?/span>
主營(yíng)產(chǎn)品： 變壓器絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)定儀 |
會(huì)員.png)
10
聯(lián)系電話
|
上?？档请姎饪萍加邢薰?/span>
主營(yíng)產(chǎn)品： 變壓器絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)定儀 |
聯(lián)系電話
2019-11-6 閱讀(1082)
淺談變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置在電力工程中的應(yīng)用
1.引言
按照電氣設(shè)備交接試驗(yàn)要求,，變壓器、GIS系統(tǒng),、SF6斷路器,、電流互感器、電力電纜,、套管等容性設(shè)備交接時(shí)需進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)[1],。采用傳統(tǒng)的工頻電壓試驗(yàn)法進(jìn)行容性設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，升壓試驗(yàn)變壓器笨重,、龐大,，且現(xiàn)場(chǎng)大電流試驗(yàn)電源不易取得。與傳統(tǒng)試驗(yàn)方法相比較,，變頻串聯(lián)諧振具有輸入電源容量小,、設(shè)備重量輕，品質(zhì)因數(shù)高,，并具有自動(dòng)調(diào)諧,、多重保護(hù),、組合方式靈活等優(yōu)點(diǎn)[2],。
由于串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的,，試驗(yàn)電源只需提供系統(tǒng)有功的消耗，因此其所需電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q,。而且,，由于串聯(lián)諧振試驗(yàn)不需要大功率調(diào)壓裝置和工頻試驗(yàn)變壓器，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q,，使得串聯(lián)諧振系統(tǒng)重量和體積大大減少,。另外，諧振電源是諧振式濾波電路,，其能改善輸出電壓波形,，從而防止諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。而在串聯(lián)諧振狀態(tài)下,，當(dāng)試品絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí),，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q,，故其還可防止大的短路電流對(duì)故障點(diǎn)的燒傷,。
2.串聯(lián)諧振原理分析
在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路中,，當(dāng)容抗與感抗相等時(shí),，電路中的電壓與電流相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性,，此即為串聯(lián)諧振[3],。當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，電路的阻抗Z=R,，此時(shí)回路總阻抗值z(mì)ui小,，回路電流zui大值。圖1（a）所示為電感和電容元件串聯(lián)組成的一端口網(wǎng)絡(luò),，其等效阻抗,，當(dāng)發(fā)生諧振時(shí)，其端口電壓與電流同相位,，即,，由此可推得諧振角頻率和諧振頻率分別為，,。定義諧振時(shí)的感抗或容抗 為特性阻抗ρ,，則特性阻抗ρ與電阻R的比值即為品質(zhì)因數(shù)Q。
為了研究電路參數(shù)對(duì)諧振特性的影響,，通常采用通用諧振曲線,，圖2（b）所示為串聯(lián)諧振電路的通用諧振曲線。通用諧振曲線的形狀只與Q值有關(guān)，且曲線形狀越尖銳,，電路的選頻性能越好,。幅值大于峰值的0.707倍所對(duì)應(yīng)的頻率范圍為通帶寬，理論推導(dǎo)可得,，由該式可知通帶寬與品質(zhì)因數(shù)成反比,。
3.變頻串聯(lián)諧振的工程應(yīng)用分析
變頻串聯(lián)諧振其諧振頻率，其中L為電抗器的電感值,，如有幾個(gè)電抗器串并聯(lián)使用應(yīng)考慮互感的影響,；C為被試品及分壓電容器的和，現(xiàn)場(chǎng)可以用電橋或介損儀進(jìn)行實(shí)際測(cè)量獲得,。高壓電流I=2πfCU,，由被試品的電氣參數(shù)和出廠耐壓試驗(yàn)值，可確定現(xiàn)場(chǎng)的耐壓試驗(yàn)電壓U,；有功功率P=1.2（P0+PK）,，其中P0為勵(lì)磁變空載損耗，PK為電抗器額定有功損耗,。
在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中,，通常采用16mm2以上的裸銅線接地，裸銅線其寄生電感在μH數(shù)量級(jí),，約0.1-1μH/m,，直流電阻約0.1mΩ，如果接地線有彎曲環(huán)繞現(xiàn)象,，電感量可增加到10-1000μH/m,。試品絕緣通常在交流電壓的正峰值或負(fù)峰值被擊穿，試品被擊穿瞬間試品上的電壓zui高,，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時(shí)間一般在0.1-10μs之間,，具體情況與擊穿點(diǎn)的實(shí)際情況有關(guān)。從放電能量上看,，即使放電時(shí),，試品的zui小電容量只有0.002μF，實(shí)際試驗(yàn)時(shí)試品電容量遠(yuǎn)大于該值,。如以放電時(shí)頻率為100kHz,、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A計(jì)算,，地線的寄生感抗XL==0.628Ω,，地線可能產(chǎn)生的過電壓Ud=If XL=1000×0.628=628V。如果地線連接不規(guī)范,，寄生電感就會(huì)增大很多,，產(chǎn)生的過電壓可能更大,，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓試驗(yàn)系統(tǒng)必須一點(diǎn)可靠接地,，分壓器的接地點(diǎn)與大地的連接線應(yīng)盡量短,，接地線應(yīng)粗、直,、短,，從而保證試驗(yàn)安全。
4.變頻串聯(lián)諧振在工程中的應(yīng)用范例分析
以某變電站220kV GIS導(dǎo)體對(duì)外殼耐壓試驗(yàn)為例,，產(chǎn)品出廠試驗(yàn)電壓導(dǎo)體對(duì)地為460kV，現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)電壓值為出廠試驗(yàn)的80%,，即368kV,。試驗(yàn)設(shè)備采用變頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)按電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程進(jìn)行[1,，5],。試驗(yàn)時(shí)GIS設(shè)備所有氣室均充額定壓力SF6氣體且微水測(cè)量合格，架空線,、電力變壓器,、避雷器和保護(hù)間隙與GIS隔離開。導(dǎo)體對(duì)外殼耐壓加壓試驗(yàn)時(shí),，220kV GIS試驗(yàn)電壓由#1主變220kV側(cè)套管處施加,，每次一相，其他兩相與接地
5.結(jié)論
變頻串聯(lián)諧振與交流工頻耐壓試驗(yàn)裝置比較,，其具有電源容量小,、試驗(yàn)設(shè)備重量輕、輸出電壓波形好等優(yōu)點(diǎn),，并可有效的防止諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿,、且可避免大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。變頻串聯(lián)諧振原理,、工程應(yīng)用分析及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,，變頻串聯(lián)諧振在電力工程試驗(yàn)中具有突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和良好的應(yīng)用前景。
