變頻串聯(lián)諧振的交流耐壓試驗
電網(wǎng)改造過程中,高壓電氣設(shè)備廣泛使用,交流耐壓試驗是鑒定電氣設(shè)備絕緣強度最直接的方法,也是判斷電氣設(shè)備能否投運以避免發(fā)生絕緣事故最有效最主要的手段。
摘要:文章對串聯(lián)變頻諧振交流耐壓試驗的工作原理及試驗方法介紹,通過對渭南地區(qū)64/110kV電纜的現(xiàn)場試驗和數(shù)據(jù)分析,并提出現(xiàn)場試驗操作的注意事項。
關(guān)鍵詞:電力電纜,變頻串聯(lián)諧振,交流耐壓試驗,調(diào)諧
1變頻串聯(lián)諧振
1.1工作原理
變頻串聯(lián)諧振原理是應(yīng)用LC串聯(lián)諧振產(chǎn)生交流高壓電源來進行工作。變頻串聯(lián)諧振全套設(shè)備主要由變頻電源、勵磁變壓器、諧振電抗器、高壓分壓器和補償電容器五部分組成。
1.2裝置配置的計算方法
實際使用時,裝置配置主要取決于以下幾個方面:①電纜的最高試驗電壓Us。②電纜的最大和最小等效電容量Cx。③電纜的試驗頻率f。工頻交流范圍:45~65Hz。④耐壓時間T。
1.3電力電纜交流耐壓試驗方法
電力電纜現(xiàn)場試驗時,被試電纜的其中一相接交流高壓電源,其它兩相接地,電纜另一端三相開路,不能三相并聯(lián)對地同時進行交流耐壓試驗。
2現(xiàn)場試驗
2.1現(xiàn)場使用方法及具體試驗情況
現(xiàn)場使用按以下步驟進行:①估算被試電力電纜的等效電容量Cx。②根據(jù)已配電抗器的情況,選擇串并聯(lián)應(yīng)用。根據(jù)公式I≤2πfCUs以及 f==50Hz計算可能的回路電流和頻率范圍,并注意電抗器的實際耐壓情況。③連接線路時,電抗器串并聯(lián)使用時應(yīng)注意同名端引線及耐壓等。④確保線路連接 好,接通變頻電源的電源開關(guān)。⑤試驗完畢后,降壓關(guān)機,并給電纜放電。
下面舉個具體現(xiàn)場例子,供大家參考。
線路名稱:豐塬變110kV豐陜Ⅰ線路。
電纜型號:YJLW0364/1101×400;電纜長度:120m
可知:此電纜的等效電容量=0.017uF,試驗電壓=128kV,試驗頻率為30Hz≤f≤80Hz,串聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)≥30。通過理 論計算裝置的配置參數(shù)如下:試驗電源輸出功率P0=,其中Us為電纜試驗電壓,Is≈wC0Us,Q為回路的品質(zhì)因數(shù),根據(jù)此公式,可計算出變頻電源及勵 磁變壓器需要的最大功率為(按Q=30計算):
P080===4.6kW
P050===2.9kW
可知驗裝置配置清單如下:
、僮冾l電源:功率10kW,輸入電壓:AC380V,輸出電壓400V,一臺。
、趧畲抛儔浩鳎汗β10kW,輸出電壓:0.6kV/2kV/4kV,一臺。
、壑C振電抗器:耐壓100kV,電流50A,電感量50H,兩臺。
、芨邏悍謮浩鳎200kV分壓器,一臺。
、菅a償電容器:0.1uF/100kV,共兩只。
現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)如表1所示。
由以上現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)可以看出,隨著高電壓的上升,由于諧振電抗器電抗量的變化而品質(zhì)因數(shù)Q值的變化(下降),在實際應(yīng)用中,這種現(xiàn)象是正常的, 不用擔(dān)心,這個問題可以解決,因為品質(zhì)因數(shù)Q值的變化是由于諧振電抗器電抗量的變化引起,這種變化本身沒法改變磁石,我們只需要將諧振頻率稍微調(diào)高即可。
2.2現(xiàn)場試驗過程中出現(xiàn)的故障和原因,以及解決故障
的策略
現(xiàn)場試驗過程時,會出現(xiàn)各種問題,有些問題比較常見和容易處理,比如儀器自身問題、現(xiàn)場接線問題、現(xiàn)場供電問題以及儀器與負載的匹配問題等,F(xiàn) 在要說的是一種特殊情況,在現(xiàn)場試驗過程中,當調(diào)諧后電壓達到測量要求最高值時,有時會出現(xiàn)電壓突然降落,這屬于失諧現(xiàn)象,是正常的,因為當電壓升高后, 諧振電抗器的電感量會發(fā)生變化,諧振頻率跟著變化導(dǎo)致高壓值發(fā)生變化。此時要想讓高壓值再次達到測量要求最高值,只需要重新改變一下諧振頻率即可。一般情 況下,這時頻率稍微增加一點點即可。
3現(xiàn)場試驗中的注意事項
現(xiàn)場試驗中的兩個注意事項:①變頻電源輸出任何一端不得接地。②必須保證系統(tǒng)良好的接地。
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