变频串联谐振装置的交流试验

发布日期：2019-06-03　点击：6050次

电网改造过程中，高压电气设备广泛使用，交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，也是判断电气设备能否投运以避免发生绝缘事故最有效最主要的手段。

一、变频串联谐振

1.1 工作原理

变频串联谐振装置原理是应用LC串联谐振产生交流高压电源来进行工作。变频串联谐振全套设备主要由变频电源、励磁变压器、谐振电抗器、高压分压器和补偿电容器五部分组成。

1.2 装置配置的计算方法

实际使用时，装置配置主要取决于以下几个方面：①电缆的最高试验电压Us。②电缆的最大和最小等效电容量Cx。③电缆的试验频率f。工频交流范围：45～65 Hz。④耐压时间T。

1.3 电力电缆交流耐压试验方法

电力电缆现场试验时，被试电缆的其中一相接交流高压电源，其它两相接地，电缆另一端三相开路，不能三相并联对地同时进行交流耐压试验。

二、现场试验

2.1 现场使用方法及具体试验情况

现场使用按以下步骤进行：①估算被试电力电缆的等效电容量Cx。②根据已配电抗器的情况，选择串并联应用。根据公式I≤2 πfCUs以及f==50 Hz计算可能的回路电流和频率范围，并注意电抗器的实际耐压情况。③连接线路时，电抗器串并联使用时应注意同名端引线及耐压等。④确保线路连接好，接通变频电源的电源开关。⑤试验完毕后，降压关机，并给电缆放电。

下面举个具体现场例子，供大家参考。

线路名称：丰塬变110 kV丰陕Ⅰ线路。

电缆型号：YJLW03 64/110 1×400；电缆长度：120 m

可知：此电缆的等效电容量=0.017 uF，试验电压=128 kV，试验频率为30 Hz≤f≤80 Hz，串联谐振回路的品质因数≥30。通过理论计算装置的配置参数如下：试验电源输出功率P0=，其中Us为电缆试验电压，Is≈w C0Us，Q为回路的品质因数，根据此公式，可计算出变频电源及励磁变压器需要的最大功率为（按Q=30计算）：

P080===4.6 kW

P050===2.9 kW

可知验装置配置清单如下：

①变频电源：功率10 kW，输入电压：AC 380 V，输出电压 400 V，一台。

②励磁变压器：功率10 kW，输出电压：0.6 kV/2 kV/4 kV，一台。

③谐振电抗器：耐压100 kV，电流50 A，电感量50 H，两台。

④高压分压器：200 kV分压器，一台。

⑤补偿电容器：0.1 uF/100 kV，共两只。

现场试验数据如表1所示。

由以上现场试验数据可以看出，随着高电压的上升，由于谐振电抗器电抗量的变化而品质因数Q值的变化（下降），在实际应用中，这种现象是正常的，不用担心，这个问题可以解决，因为品质因数Q值的变化是由于谐振电抗器电抗量的变化引起，这种变化本身没法改变磁石，我们只需要将谐振频率稍微调高即可。

2.2 现场试验过程中出现的故障和原因，以及解决故障的策略

现场试验过程时，会出现各种问题，有些问题比较常见和容易处理，比如仪器自身问题、现场接线问题、现场供电问题以及仪器与负载的匹配问题等。现在要说的是一种特殊情况，在现场试验过程中，当调谐后电压达到测量要求最高值时，有时会出现电压突然降落，这属于失谐现象，是正常的，因为当电压升高后，谐振电抗器的电感量会发生变化，谐振频率跟着变化导致高压值发生变化。此时要想让高压值再次达到测量要求最高值，只需要重新改变一下谐振频率即可。一般情况下，这时频率稍微增加一点点即可。

三、现场试验中的注意事项

现场试验中的两个注意事项：①变频电源输出任何一端不得接地。②必须保证系统良好的接地。