工频交流耐压试验的串联补偿试验方法

发布日期：2008-11-20　点击：7701次

当试验变压器的额定电压小于所需试验电压，但电流额定量能满足试品试验电流的情况下，可用串联补偿的方法来进行试验。

    串联补偿的接线如图5-2所示，其等效电路厦相量图  如图5-3所示。补偿电抗及试品电容组成串联回路。

此时，电路中电流为

I=U/√R²+（X_L-X_C）²

式中R、X_L——分别为电抗器的等效电阻及感抗；

X_C——试品容抗

当采用可调式电抗器进行补偿时，可调节X_L，让其  值与X_C值相等，此时回路发生串联谐振，电路中的电流I=U/√R²+（X_L-X_C）²=U/R  试品上的电压U_C与电抗器上的电住U_L相等。即

U_C =UL=I X_L =U/R·X_L =QU           Q= X_L /R

式中Q——电抗器的品质因数，一般电抗器的品质因数为10~40。

由式(5 -2)可看出，串联补偿法可在试品上产生数十倍于试验变压器输出电压的电压，从而可大大地降低试验变压器额定电压及容量。

当采用串联补偿时，虽然试验变压器输出电压较低，但对电抗器却要求有与试品相同的耐压水平。另一方面，串联补偿时，当回路达到X_L = X_C，并且回路电阻很小时，则可能在试品上出现危险的过电压。因此，采用串联补偿应注意避免产生谐振，并且所用补偿电抗器最好用空心绕组的，因为有铁芯的电抗器易造成非线性谐振。

当试品电压较高时，也可采用多十分离电抗器叠加形成补偿电抗，当采用补偿电抗器进行补偿时，补偿电抗的调节可通过多台小电抗的串联、井联爰改变分接头位置来实现。

由于补偿电抗xL不能连续调节．一般很难调到谐振点，通常(X_L—X_f)²远大于R²，此时可忽略电抗器的等效电阻。回路电流可近似为

I=U/√R²+（X_L-X_C）² ≈U/| X_L-X_C |

一般情况下，调节使I=| X_L-X_C |≤1/5 X_C是比较容易的，此时电容器上的电压

Uc=I X_C≥U/（1/5 X_C）×X_C大于等于5U

  由此可以看出，用积木式补偿电抗器进行串联补偿，试品上可较容易得到5借以上电源电压，从而减小5倍以上的试验容量。

    利用串联谐振作耐压试验有两个优点：①若被试品击穿，则谐振终止，高压消失；②

  击穿后电流下降．不致造成被试品击穿点扩大。

现以250MW水轮发电机的串联谐振交流耐压试验为例，说明串联谐振试验的情况。

由5-9可知，发电机对地电容上的无功功率较电源输出功率增大了K倍，可见，当进行电容符合的工频耐压试验时，只需要电源输入一个S=Q/K的功率，便可满足试验要求。

试验数据

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