電力高壓試驗中串聯諧振裝置的作用

陳佳

摘要：電力高壓試驗中，為確保電力系統運輸速度和使用效率，需要借助高壓試驗對電力系統運行穩定性、安全性進行測試。測試中串聯諧振裝置發揮著重要作用，確保測試試驗有效開展。能夠有效提升試驗操作靈活性，對輸出波形進行合理調整，為電力系統的安全運行提供技術輔助。

關鍵詞：高壓試驗;串聯諧振裝置;作用

引言

在電力高壓試驗中設備絕緣性能檢測是常用方式，設備絕緣性能將對電力系統運行的穩定性產生直接影響。本文以電力高壓試驗中串聯諧振裝置的作用為題目展開討論，首先簡述串聯諧振裝置結構和應用原理，然后結合試驗項目分析串聯諧振裝置應用作用。

1串聯諧振裝置結構和應用原理

1.1裝置結構

串聯諧振裝置指的是通過控制裝置、勵磁變壓裝置、電容分壓裝置、電抗裝置組成。按照串聯諧振，通過勵磁裝置產生諧振回路，對變頻裝置輸出情況加以改變，構建回路感應和試驗品間串聯諧振，將所產生諧振電壓作用至試驗品。近些年來，在化工、石油、電力等諸多領域均應用到該裝置。串聯諧振裝置可應用于容量、電壓較高交接和預防測試工程中。在電壓層面可應用于10kV、110kV、220kV、500kV項目中，并且在大型變壓設置、發電機組耐壓測試、接地電阻、變壓感應項目中也得到廣泛的應用，試驗結果也較為穩定。

1.2應用原理

串聯諧振裝置應用于實際試驗中是通過電容融合和電抗電感雙重作用下，實現串聯諧振目的。通過串聯諧振在試驗品中獲得高壓電流，將電流輸入至測試裝置，獲取試驗裝置絕緣效果數據參數。現階段，國內技術不斷優化，可以直接通過串聯諧振裝置調節功率通道，實現諧振裝置與測試設備組件電容諧振融合，從而獲得測試電壓。設計設計環節包括多項分支特性設計，從而最大戶對低電流、高電壓適應。串聯諧振裝置運行形成回路表現為：

其中Uc表示承受電壓;U表示勵磁電壓;X表示容抗;Xl表示回路感抗。

2電力高壓試驗中串聯諧振裝置的作用

2.1實現試驗便利性

現階段，串聯諧振裝置的應用逐漸成熟，自身具有多種優點。相比于其他裝置串聯諧振裝置重量較輕，體積小，占用空間也較小，因此應用在試驗中具有便利性。另外，實際試驗中，串聯諧振裝置只負責試驗中功耗模塊，可有效提高試驗可靠性。串聯諧振裝置開發以及優化調整與計算機相同，為持續改良狀態，主要對外觀和性能加以改善。現階段，相比于傳統同類型的常規設備，串聯諧振裝置體積小，重量減輕，在試驗中消耗電力也較小，因此有效降低試驗中的能量損耗，提高試驗操作質量和效率。例如，在電纜測試中，將串聯諧振裝置應用其中，因為溫度變化將對電阻率產生影響。所以，實際作業時，相關人員需要對溫度加以控制，確保項目運行穩定性和可行性。電纜中直流電壓受空間電荷因素影響，導致附件出現絕緣閃絡問題，進而造成局部電壓瞬時增加，對絕緣試驗準確性造成影響。最后，直接耐壓測試中，電纜運行難以出現異常情況，造成電纜受損，無法正常運行，但如果在試驗中設置串聯諧振裝置便能夠有效避免相同問題發生[1]。并且，恰好因為串聯諧振裝置的體積比較小，因此應用更加靈活，在項目中應用更加廣泛。在容量較大試驗項目中，當絕緣子擊穿，相應位置將發生短路情況，流通電流值隨之增加，燒毀鐵芯，增加風險值。

2.2對于輸出壓力波形加以改善

串聯諧振裝置可以對輸出壓力波形加以優化，產生正弦波形，避免試驗受損或者被擊穿，最大程度降低故障發生概率。串聯諧振裝置電流波形是諧振式，因為波形優勢，能夠對波形加以有效改善[2]。例如，GIS設備中應用串聯諧振裝置，該裝置為氣體絕緣開關裝置，能夠在產品運輸到指定位置后進行組裝應用。在實際的運輸中，因為部分固件和構件很容易受外力作用而出現位移、松動等情況。此類問題的發生不僅對運輸效率產生影響，同時將增加經濟損失。但是在設備運輸到場后，通過串聯諧振裝置對電場結構進行檢測，提供準確的檢測結果，從而有效降低故障發生概率。所以，對串聯諧振裝置加以合理應用，能夠對壓力波形加以動態檢測，對現場具體情況加以全面掌握。

2.3確保試驗穩定性

在電力高壓項目中應用串聯諧振裝置具有可靠性和穩定性。系統運行均是通過進口組件進行功率轉換，頻率和電壓比較穩定，具有良好的自動調諧作用，保護功能較為完善，可有效提升試驗穩定性，確保供電系統安全、穩定運行。在電力高壓項目中應用串聯諧振裝置，可對項目運行中電力設備運行情況以及系統絕緣效果加以全面檢測。傳統試驗中，多因為檢測覆蓋較小而無法對供電系統中存在的問題加以及時發現，最終出現漏電故障，引發短路故障。當供電系統出現短路故障，將導致電力設備出現過載情況，如果繼電保護無法做出相應反應，則將導致設備損傷、燒傷甚至爆炸。例如，在交流耐壓試驗中，為確保發電機穩定運行，電壓穩定，需要通過交流耐壓試驗對發電機的絕緣情況進行檢測，按照檢測結果科學制定運行方案。試驗時，采用傳統方式無法對發電機電流和電壓進行有效調節，出現設備故障，甚至短路燒毀設備。為避免鐵芯燒毀，通過串聯諧振裝置，試驗時鐵芯氣隙變換電感，電流電壓諧振，調整電流電壓的波形，以免鐵芯燒毀。例如電力電纜的長度為1000m，通入14kV的交流電壓進行試驗，合理選擇頻率，對電抗器的數量進行調整，并對變頻控制器電壓進行調整，是試驗頻率和工作頻率保持一致。電容0.411μF，對比勵磁變壓器，串聯諧振裝置的電抗值更高。試驗按照公式：1/C=1/Cx+1/（C1+C2）[3]，其中，C表示為電路參數，C1+C2表示為分壓器電容，Cx表示為試驗電容。試驗電容和電纜容量均小于分壓器的電容，所以諧振回路的電容應當與試驗電容一致。在試驗中，借助電抗器在1.2A電流環境中開展耐壓試驗，時間為5min，如果出現閃絡或者被擊穿情況，則表明電纜的性能良好。

總結

綜上，串聯諧振裝置主要應用在交流耐壓、電纜高壓、氣體開關等試驗中，能夠對電壓波形加以優化，最大程度降低供電系統電力故障發生概率，提升高壓試驗準確性、安全性、可靠性，為電力系統安全運行提供技術保障。在未來的電力系統建設中需要對串聯諧振裝置加以優化應用，為高壓試驗提供更高質量的服務。

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）：11-12.

[2]朱秦川，吳經鋒，張璐，等.GIS現場耐壓試驗方法及裝置參數研究[J].電網與清潔能源，2017（10）：89-93.

[3]耿海龍.變頻串聯諧振設備在發電機交流耐壓試驗中的應用[J].中國高新區，2018（02）：145.