分析電力高壓試驗中串聯諧振裝置的作用

鄭煒

摘 要 在電力系統中，高壓試驗是保障系統穩定和安全的重要路徑，提高試驗準確性和有效性至關重要。因此，本文先簡單介紹了串聯諧振裝置原理及結構，然后分析其作用，最后研究了串聯諧振裝置的具體應用，以期保障電力系統穩定運行。

關鍵詞 電力系統;高壓試驗;串聯諧振裝置

引言

高壓試驗是電力系統的常用試驗，能夠檢查電氣設備的安全性能以及絕緣性能，保證設備滿足質量要求，在電力系統中應用，保證電力系統的穩定性和安全性。在高壓試驗中常利用串聯諧振設備，提高試驗的安全性和準確性。因此通過分析串聯諧振設備在其中發揮的作用，有利于進一步推廣諧振設備，支持電力系統穩定運行。

1串聯諧振裝置結構

在電力高壓試驗中自動化技術和數字化技術全面推廣，串聯諧振裝置在試驗中廣泛應用，其結構主要包括勵磁變壓器、電容變壓器以及變頻控制器等。變頻諧振裝置利用串聯諧振原理出現實驗反應，變頻器能夠對諧振裝置實現電回路，分析頻率，在一定程度上起到不可替代作用。經過大量數據分析表明，諧振裝置更適合用于電纜耐壓實驗。串聯諧振裝置利用電抗器電感以及電容量分析高壓試驗，串聯裝置可利用高壓電流試驗，電壓和電流以特殊形式反饋在試驗設備中，觀察設備變化得出試驗結論，檢驗設備絕緣性。其工作原理為電抗器電感和視頻電容結合，形成諧振，在試驗設備中獲得高電壓電流，向試驗設備施加電流，判斷設備絕緣性。諧振裝置和試驗設備一致時，高壓試驗設備形成電容能量，能夠和磁場能量互補，讓高壓試驗損失得到控制，從而提高試驗的準確性。在高壓試驗中應用諧振設備具有顯著優勢，保證高壓試驗安全、穩定、準確的展開[1]。

2串聯諧振裝置的作用

在電力高壓試驗中使用諧振器件有突出優勢，諧振器件具有多個優點，其重量輕，體積小，測試實際高壓時方便。由于諧振設備便于搬運，質量輕，可輕松搬運運輸，在高壓試驗中操作便捷。在實際測試中，只需要測試功耗部分，即可以保證高壓測試穩定進行。應用諧振裝置能夠改善電壓波形，獲取正弦波的波形，保護被測物，避免被測物損壞或者被擊穿。高壓試驗輸入50Hz交流電，輸入端電壓為正弦波形，電流為非正弦波形，形成了諧波。高壓試驗輸出端正弦波形為毛刺樣，輸出電流波形有諧波。在試驗中應用諧振裝置，可對電壓波形進行修正，從而取得波形良好的正弦波形，減少諧振的影響。同時能夠減少試驗設備故障，在高壓試驗中應用諧振裝置，試驗中準確找到試驗設備絕緣弱點，從而規避短路電流，預防故障的發生，提高試驗安全性[2]。

3在電力高壓試驗中串聯諧振裝置的應用

3.1 氣體絕緣開關

在電力高壓試驗的氣體絕緣開關中使用串聯諧振裝置，在組裝電力系統后采用單元形式整合設備。運輸電力設備容易受到人為碰撞，造成氣體絕緣開關松動脫落，通過試驗觀察開關的安全性，保證試驗安全進行。串聯諧振裝置前先核對電壓頻率，按照規定高壓試驗工頻應當在45～55Hz內。按照試驗結果，若電壓頻率為35～75Hz，擊穿電壓可信度為95%。為保證可信度合理，在串聯裝置時，要將頻率控制在35～75Hz。為提高試驗安全性，需要提前進行無負載試驗，觀察諧振裝置是否滿足質量要求。試驗人員需要檢查氣體絕緣開關，檢查氣體絕緣開關是否存在閃絡、放電、絕緣性改變的問題。若不存在這一問題，代表氣體絕緣開關安全，可進行試驗。

3.2 電纜高壓試驗

電纜電網作為我國電力系統重要構成，一旦發生故障，將造成嚴重后果，威脅社會安全和穩定。為降低電網故障率，需要利用交流耐壓試驗，提高電纜穩定性。在高壓試驗中，串聯諧振裝置有重要作用，諧振頻率約為30～300Hz。為保證電纜高壓安全性和科學性，試驗過程中需要注意：試驗使用直流電場，電阻率隨溫度變化增大，要根據電阻率選擇電場強度。在高壓試驗中，設備終端可能出現閃絡現象，造成設備絕緣新能受到破壞，注意規避設備閃絡問題。試驗過程中要準確找到設備絕緣弱點。由于試驗直流電壓容易在電纜內部形成集中點，造成電纜附件出現閃絡現象。試驗過程中盡量規避暴露絕緣弱點和局部電場變強，可有效預防絕緣擊穿事故。試驗使用變頻諧振設備，可控制電壓容量，保證工頻電壓和交流電壓保持等效。

3.3 交流耐壓試驗

在交流耐壓試驗時串聯諧振裝置，是為了提高發電機安全可靠性，保證電力系統電壓穩定。進行交流耐壓試驗檢測發電機絕緣情況，并根據檢測結果制定發電機穩定運行方案。在試驗期間，傳統試驗方法無法調節發電機電壓和電流，會造成交流耐壓試驗設備故障，出現短路現象，嚴重時造成設備燒毀，帶來經濟損失。為解決鐵芯燒毀事故，串聯諧振裝置，在試驗設備鐵芯氣隙變換電感，讓電壓電流諧振，同時對電流電壓波形進行調整，避免鐵芯被燒毀。如長度為1000m的電力電纜，使用14kV交流試驗電壓，串聯諧振裝置，試驗時間超過5min，在試驗中串聯諧振裝置，要選擇符合的頻率，調整電抗器數量，調節變頻控制器的電壓，讓工作頻率和試驗頻率保證一致。試驗電容為0.411uF，相比于勵磁變壓器，諧振設備電抗值更高。在試驗中根據公式：1/C=1/（C1+C2）+1/Cx，其中C代表電路參數，C1+C2代表分壓器電容，Cx代表試驗電容。電纜容量和試驗電容低于分壓器電容，因此諧振回路電容要和試驗電容保持一致。試驗時，使用電抗器在1.2A試驗電流下進行耐壓試驗5min，試驗電纜被擊穿或者出現閃絡等問題，可判斷電纜性能良好，達到使用標準。

4結束語

綜上所述，串聯諧振裝置主要應用于氣體絕緣開關、電纜高壓試驗、交流耐壓試驗中，有助于優化電壓波形，降低電力系統故障率，并有效提高高壓試驗安全性以及準確性，支持電力系統的穩定運行。未來還需要不斷優化諧振裝置性能，更好地服務于高壓試驗。

參考文獻

[1] 范永紅.變頻串聯諧振技術在電纜高壓試驗中的應用[J].大眾標準化，2019（16）：7-8.

[2] 陳云志.串聯諧振裝置在電力高壓試驗中的應用[J].科學技術創新，2019（22）：192-193.

作者簡介

鄭煒（1994-），男，福建福清人;學歷：本科，職稱：助理工程師，現就職單位：福建省送變電工程有限公司，研究方向：電力系統。