串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)用背景

目前，電力系統(tǒng)中對于許多電力設(shè)備在投運(yùn)前、檢修后，要求進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)(如XPLE交聯(lián)電纜、GIS、發(fā)電機(jī)定子等)，以保證設(shè)備后期的安全可靠運(yùn)行。因科技進(jìn)步及制造業(yè)的發(fā)展，電力設(shè)備的容量逐步增大，同時這些設(shè)備往往具有很高的對地電容。因此，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時，通過被試品的電容電流很大(如三峽電站水輪發(fā)電機(jī)定子的單相對地電容電流達(dá)到36A)。

　　在這種情況下，如采用常規(guī)的工頻交流耐壓設(shè)備，所需試驗(yàn)設(shè)備(調(diào)壓器、升壓器)和電源的容量高達(dá)數(shù)千千伏安。試驗(yàn)設(shè)備非常笨重，同時在現(xiàn)場很難具備如此大容量的試驗(yàn)所需輸入電源。

　　根據(jù)諧振理論制造的串聯(lián)諧振耐壓設(shè)備，因其所需容量僅為試品容量的1/Q倍(在全諧振的情況下，試驗(yàn)設(shè)備承擔(dān)的容量僅為電路的有功分量，為被試品容量的1/Q倍)，有效的減小了試驗(yàn)設(shè)備的容量和對試驗(yàn)電源容量的需求。

　　串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備分類：

　　根據(jù)試品性質(zhì)不同，串聯(lián)諧振耐壓設(shè)備也可分為不同類型，具體如下：

　　1)對于XLPE交聯(lián)高壓電纜、GIS的交流耐壓，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可采用非工頻耐壓，頻率范圍可選擇在20Hz～300Hz，國內(nèi)也有相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，一般頻率范圍為30Hz～300Hz之間。因此，對于這些設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)，可采用變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備。變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備一般由以下幾個主要部分組成：變頻電源(用以產(chǎn)生試驗(yàn)所需的非工頻電源)，激勵變壓器，電抗器(分為固定式和可調(diào)式)，電容分壓器(用來測試試驗(yàn)電壓)。根據(jù)調(diào)諧的方式，又可分為調(diào)頻、調(diào)感以及調(diào)頻調(diào)感型。

　　2)對于發(fā)電機(jī)定子的交流耐壓，因發(fā)電機(jī)定子線棒的絕緣介質(zhì)較為薄弱，進(jìn)行交流耐壓時如采用過高的頻率，極易因高頻造成的極化、發(fā)熱損壞線棒的絕緣;如采用低頻進(jìn)行試驗(yàn)，則不能真實(shí)的反映定子的正常工作狀態(tài)，得不到好的試驗(yàn)效果。故此，對于發(fā)電機(jī)定子的耐壓試驗(yàn)，一般采用工頻進(jìn)行。國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對于工頻的定義，一般為45Hz～55Hz。工頻串聯(lián)諧振耐壓設(shè)備的調(diào)諧方式，理論上分為調(diào)感和調(diào)容兩種。調(diào)感式通常采用調(diào)節(jié)電抗器鐵心氣隙的方式，可以連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)感抗值，操作比較方便;調(diào)容式不僅需要笨重的電容，并且電容不能連續(xù)的調(diào)節(jié)，所以不太適合現(xiàn)場操作。因此，一般都采用調(diào)節(jié)電感的方式進(jìn)行調(diào)諧，故又稱為工頻串聯(lián)調(diào)感諧振。