諧振法交流耐壓試驗(yàn)自動(dòng)計(jì)算軟件的研究及應(yīng)用

徐晨 須琳 汪英紅

摘要：本文旨在高效、順利開(kāi)展設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，建立諧振法交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配自動(dòng)計(jì)算校核分析軟件，根據(jù)不同試驗(yàn)原理有針對(duì)性的搭建相應(yīng)的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應(yīng)性廣，其設(shè)備的選配均能達(dá)到科學(xué)合理。對(duì)于比較常見(jiàn)且典型的對(duì)象如發(fā)電機(jī)、變壓器、升壓站等，根據(jù)其各自的特點(diǎn)及對(duì)試驗(yàn)電壓和頻率的要求，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件模型。在試驗(yàn)前期準(zhǔn)備時(shí)，通過(guò)該軟件的計(jì)算分析，選擇出最合適的試驗(yàn)設(shè)備，最佳的組合方式進(jìn)行試驗(yàn)，使設(shè)備成本、人員成本、運(yùn)輸成本降到最低，實(shí)現(xiàn)交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核的流程化、規(guī)范化、統(tǒng)一化管理。

關(guān)鍵詞：諧振 交流耐壓 自動(dòng)計(jì)算

為高效、順利開(kāi)展各類大型設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)前耐壓設(shè)備的選配計(jì)算和試驗(yàn)時(shí)對(duì)重點(diǎn)關(guān)注參數(shù)的計(jì)算就非常重要。筆者在此提出建立諧振法交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配自動(dòng)計(jì)算校核分析軟件，根據(jù)不同試驗(yàn)原理有針對(duì)性的搭建相應(yīng)的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應(yīng)性廣，其設(shè)備的選配均能達(dá)到科學(xué)合理。對(duì)于比較常見(jiàn)且典型的對(duì)象如發(fā)電機(jī)、變壓器、升壓站等，根據(jù)其各自的特點(diǎn)及對(duì)試驗(yàn)電壓和頻率的要求，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件模型。在試驗(yàn)前期準(zhǔn)備時(shí)，通過(guò)該軟件的計(jì)算分析，選擇出最合適的試驗(yàn)設(shè)備，最佳的組合方式進(jìn)行試驗(yàn)，使設(shè)備成本、人員成本、運(yùn)輸成本降到最低，實(shí)現(xiàn)交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核的流程化、規(guī)范化、統(tǒng)一化管理，軟件界面如圖1所示。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有工作模式的研究分析，結(jié)合耐壓試驗(yàn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，制定交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算、校驗(yàn)校核、數(shù)據(jù)管理的全過(guò)程管理應(yīng)用的技術(shù)軟件。諧振型耐壓試驗(yàn)從原理分為兩大類，即串聯(lián)諧振耐壓法和并聯(lián)諧振耐壓法，不同的試驗(yàn)原理交流耐壓試驗(yàn)，其設(shè)備參數(shù)的選型計(jì)算均不同，根據(jù)不同試驗(yàn)原理有針對(duì)性的搭建相應(yīng)的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應(yīng)性廣，對(duì)各種原理的交流耐壓試驗(yàn)，其設(shè)備的選配均能達(dá)到最科學(xué)，最合理。該項(xiàng)目具體實(shí)施方法和技術(shù)路線如下：

（1）、交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核軟件的整體布局和框架搭建。根據(jù)試驗(yàn)需要分別構(gòu)建該軟件的電腦平臺(tái)和手機(jī)平臺(tái)的整體布局和框架，確保其功能強(qiáng)大齊全，布局合理，軟件界面清晰直觀。

（2）、針對(duì)不同原理的交流耐壓試驗(yàn)搭建相應(yīng)的軟件模型。交流耐壓試驗(yàn)從原理分為兩大類，即串聯(lián)諧振耐壓法和并聯(lián)諧振耐壓法，不同的試驗(yàn)原理交流耐壓試驗(yàn)，其設(shè)備參數(shù)的選型計(jì)算均不同，根據(jù)不同試驗(yàn)原理有針對(duì)性的搭建相應(yīng)的軟件模型，使軟件的功能齊全，適應(yīng)性廣，對(duì)各種原理的交流耐壓試驗(yàn)，其設(shè)備的選配均能達(dá)到最科學(xué)，最合理。

（3）、針對(duì)發(fā)電機(jī)、變壓器、升壓站等典型試驗(yàn)對(duì)象，完善相應(yīng)的軟件模型。現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)中，比較常見(jiàn)且典型的對(duì)象有發(fā)電機(jī)、變壓器、GIS，這些試驗(yàn)對(duì)象根據(jù)其自身的設(shè)備特點(diǎn)及對(duì)試驗(yàn)電壓和頻率的要求，所使用的試驗(yàn)原理不同，其試驗(yàn)方法也有差異，例如發(fā)電機(jī)多使用工頻串聯(lián)諧振法進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn);變壓器通常采用感應(yīng)耐壓和外施耐受電壓法，不同試驗(yàn)方法對(duì)頻率的要求各不相同，感應(yīng)耐壓法一般采用并聯(lián)諧振，頻率要求為10Hz～300Hz ;外施耐受電壓法則因電壓較高，一般為串聯(lián)諧振且頻率要求為45Hz～65Hz;因此針對(duì)不同的試驗(yàn)對(duì)象，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)前期準(zhǔn)備時(shí)，根據(jù)其對(duì)試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)頻率的不同要求，通過(guò)該軟件的計(jì)算分析，選擇出最合適的試驗(yàn)設(shè)備，最佳的組合方式進(jìn)行試驗(yàn)，使設(shè)備成本、人員成本、運(yùn)輸成本降到最低。該軟件可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)中各個(gè)環(huán)節(jié)所需試驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算，例如試驗(yàn)電壓、試驗(yàn)電流、試驗(yàn)中所需的電源容量及電纜尺寸，以方便試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)提前準(zhǔn)備合適的電源和電纜。由于試驗(yàn)經(jīng)常處于基建現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境較為復(fù)雜，試驗(yàn)前通過(guò)軟件計(jì)算好電源容量和所需電纜規(guī)格，然后選擇出最優(yōu)化路徑的電源，可以大大降低人力和物力成本以及減少不必要的勞力輸出。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)象的參數(shù)有變動(dòng)或與試驗(yàn)前提供的參數(shù)不符合，導(dǎo)致原有的設(shè)備組合搭配上無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的要求時(shí)，利用該軟件，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)，快速高效地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)參數(shù)的重新計(jì)算和試驗(yàn)設(shè)備的重新選配，確定設(shè)備新的組合方式，代替了原來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行紙質(zhì)計(jì)算，高效且避免錯(cuò)算。

（4）、交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核軟件的檢核與驗(yàn)收。根據(jù)以往收集的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)軟件進(jìn)行多次驗(yàn)證性校核，首先確保軟件能夠正常使用，無(wú)死區(qū)，無(wú)卡頓、正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)意外退出;其次，校核軟件計(jì)算結(jié)果的正確性和合理性，通過(guò)對(duì)同一個(gè)試現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中真實(shí)的驗(yàn)證其計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)對(duì)象變換計(jì)算量，進(jìn)行反復(fù)校核計(jì)算，確保軟件計(jì)算的可重復(fù)性和計(jì)算結(jié)果的正確性。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)前，利用電腦平臺(tái)軟件和手機(jī)軟件分別計(jì)算出試驗(yàn)設(shè)備的選型配置及所需的電源容量和電纜尺寸，在正確性，確保該軟件計(jì)算結(jié)果真實(shí)有效。

本研究旨在建立諧振法交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核軟件電腦平臺(tái)和手機(jī)平臺(tái)，通過(guò)軟件計(jì)算出試驗(yàn)所需的參數(shù)及設(shè)備的最佳組合方式，使設(shè)備成本、人員成本、運(yùn)輸成本降到最低，實(shí)現(xiàn)交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核的流程化、規(guī)范化、統(tǒng)一化管理，提高交流耐壓試驗(yàn)的效率，研究成果可適用于火力發(fā)電機(jī)組各種類型設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)。

軟件的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用：2021年在安徽某火力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行1350MW變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓帶局部放電試驗(yàn)前，試驗(yàn)人員用該軟件進(jìn)行了試驗(yàn)前儀器設(shè)備的配置和重要參數(shù)的計(jì)算，確定了試驗(yàn)時(shí)所需電源容量及電纜尺寸、試驗(yàn)時(shí)升壓變?nèi)萘考皡?shù)配置、電抗器參數(shù)配置及試驗(yàn)電壓等，并計(jì)算出試驗(yàn)回路中總電流計(jì)算為359.79A。在實(shí)際做試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)電流遠(yuǎn)大于359.79A，達(dá)到了900A。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)討論中，排除試驗(yàn)電源容量不足、試驗(yàn)設(shè)備選型有誤、現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)不當(dāng)?shù)仍O(shè)備廠家提出的可能，最后將問(wèn)題歸結(jié)為廠家出廠消磁措施有誤或設(shè)備本身質(zhì)量存在缺陷，后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)各方一致同意實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)消磁工作，最終解決了該問(wèn)題。該試驗(yàn)結(jié)果證明前期的設(shè)備配置及重要參數(shù)計(jì)算在試驗(yàn)過(guò)程中具有重要的指導(dǎo)意義，正是因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)電流遠(yuǎn)大于計(jì)算電流，才引起了試驗(yàn)人員及參試各方的高度關(guān)注，最終發(fā)現(xiàn)是變壓器剩磁過(guò)大的問(wèn)題，排除了變壓器自身故障，為試驗(yàn)的順利進(jìn)行和工程的如期推進(jìn)節(jié)約了大量的時(shí)間。

綜上所述，建立諧振法交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核軟件電腦平臺(tái)和手機(jī)平臺(tái)，通過(guò)軟件計(jì)算出試驗(yàn)所需的參數(shù)及設(shè)備的最佳組合方式，可以使設(shè)備成本、人員成本、運(yùn)輸成本降到最低;第二，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程中異常的試驗(yàn)參數(shù)，便于試驗(yàn)人員及時(shí)分析和處理，極大的節(jié)省了試驗(yàn)時(shí)間;第三，可實(shí)現(xiàn)交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備選配計(jì)算及分析校核的流程化、規(guī)范化、統(tǒng)一化管理，提高交流耐壓試驗(yàn)的效率，可廣泛適用于火力發(fā)電機(jī)組各種類型設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：徐晨（1990-），女，陜西華縣人，工程師，本科，工作方向：發(fā)電機(jī)組及變電站調(diào)試。