遵循電力儀器交接試驗需要，變壓器、GIS系統(tǒng)、SF6斷路器、電流互感器、電力電纜、套管的一切容性設(shè)備交接時必須符合交流耐壓試驗規(guī)范[1],那么讓我們一起來細(xì)談細(xì)談變頻串聯(lián)諧振在電力工程中的前景，運(yùn)用傳統(tǒng)的工頻電壓試驗法進(jìn)行容性儀器交流耐壓試驗時，升壓試驗變壓器不易搬運(yùn)，并且現(xiàn)場大電流試驗電源不容易獲得。和傳統(tǒng)試驗方法相對來說，變頻串聯(lián)諧振具有輸入電源容量小、設(shè)備重量輕，品質(zhì)因數(shù)高，而且具有自動調(diào)諧、雙重防護(hù)、組合方式靈活優(yōu)勢[2]。

  因為串聯(lián)諧振電源主要利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，試驗電源僅僅提供系統(tǒng)有功的耗損，所以它所需電源功率僅具備試驗容量的1/Q。同時，因為串聯(lián)諧振試驗不用大功率調(diào)壓裝置和工頻試驗變壓器，諧振激磁電源僅要試驗容量的1/Q，使得串聯(lián)諧振系統(tǒng)重量和體積規(guī)?；南鳒p。不同的是，諧振電源是諧振式濾波電路，其能優(yōu)化輸出電壓波形，以至于規(guī)避諧波峰值對試品的誤擊穿。但在串聯(lián)諧振模式下，當(dāng)試品絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速調(diào)整為正常試驗電流的1/Q，所以他還能規(guī)避大的短路電流對故障點的燒傷。

  2.串聯(lián)諧振原理分析

  電路諧振時阻抗值最小，當(dāng)端口電壓一守時，電路電流將到達(dá)最大值，如圖1(b)所示，且該值的巨細(xì)僅與電阻的阻值有關(guān)而與電感和電容無關(guān)。諧振時電感電壓與電容電壓數(shù)值持平、相位相反，為總電壓的Q倍[4]，即。RLC串聯(lián)電路的電流是電源頻率的函數(shù)，

  在電阻、電感及電容所構(gòu)成的串聯(lián)電路中，當(dāng)容抗與感抗持平時，電路中的電壓與電流相位相同，電路出現(xiàn)純電阻性，此即為串聯(lián)諧振[3]。當(dāng)電路發(fā)作串聯(lián)諧振時，電路的阻抗Z=R，此時回路總阻抗值最小，回路電流最大值。圖1(a)所示為電感和電容元件串聯(lián)構(gòu)成的一端口網(wǎng)絡(luò)，其等效阻抗，當(dāng)發(fā)作諧振時，其端口電壓與電流同相位，即，由此可推得諧振角頻率和諧振頻率分別為，。界說諧振時的感抗或容抗 為特性阻抗ρ，則特性阻抗ρ與電阻R的比值即為品質(zhì)因數(shù)Q。

  為了研討電路參數(shù)對諧振特性的影響，通常選用通用諧振曲線，圖2(b)所示為串聯(lián)諧振電路的通用諧振曲線。通用諧振曲線的形狀只與Q值有關(guān)，且曲線形狀越尖利，電路的選頻性能越好。幅值大于峰值的0.707倍所對應(yīng)的頻率規(guī)模為通帶寬，理論推導(dǎo)可得，由該式可知通帶寬與品質(zhì)因數(shù)成反比。

  即，在電路的電感L、電容C和電源電壓US不變的情況下，不一樣的R值得到不一樣的Q值，圖2(a)所示為不一樣Q值時的電流幅頻特性曲線。

  3.變頻串聯(lián)諧振的工程運(yùn)用分析

  變頻串聯(lián)諧振實驗過程中，勵磁變的容量應(yīng)大于有功功率P，并在勵磁變最低輸出電壓滿意實驗需求的前提下盡量下降勵磁變的變比，然后相應(yīng)減小勵磁變原邊的輸入電流。實驗電源容量S=P+P1，其間P1為變頻電源自身的損耗，由電源端輸入電壓為380V可得電源電流I1=。實驗中電抗器的額外電壓和電流也應(yīng)大于實驗電壓和高壓電流，當(dāng)電抗器采納串并聯(lián)以滿意實驗需求時，有必要核算每個電抗器上所接受的電壓和電流不超限值。

  在現(xiàn)場實驗中，通常選用16mm2以上的裸銅線接地，裸銅線其寄生電感在μH數(shù)量級，約0.1-1μH/m，直

  流電阻約0.1mΩ，假如接地線有彎曲環(huán)繞現(xiàn)象，電感量可增加到10-1000μH/m。試品絕緣通常在溝通電壓的正峰值或負(fù)峰值被擊穿，試品被擊穿剎那間試品上的電壓最高，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時刻通常在0.1-10μs之間，具體情況與擊穿點的實踐情況有關(guān)。從放電能量上看，即便放電時，試品的最小電容量只要0.002μF，實踐實驗時試品電容量遠(yuǎn)大于該值。如以放電時頻率為100kHz、地線寄生電感為1μH、放電電流為1000A核算，地線的寄生感抗XL==0.628Ω，地線也許發(fā)生的過電壓Ud=If XL=1000×0.628=628V。假如地線連接不規(guī)范，寄生電感就會增大許多，發(fā)生的過電壓也許更大，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓實驗體系有必要一點牢靠接地，分壓器的接地址與大地的連接線應(yīng)盡量短，接地線應(yīng)粗、直、短，然后確保實驗安全。

  變頻串聯(lián)諧振其諧振頻率，其間L為電抗器的電感值，如有幾個電抗器串并聯(lián)運(yùn)用應(yīng)思考互感的影響;C為被試品及分壓電容器的和，現(xiàn)場可以用電橋或介損儀進(jìn)行實踐丈量取得。高壓電流I=2πfCU，由被試品的電氣參數(shù)和出廠耐壓實驗值，可確定現(xiàn)場的耐壓實驗電壓U;有功功率P=1.2(P0+PK)，其間P0為勵磁變空載損耗，PK為電抗器額外有功損耗。

  為進(jìn)行GIS導(dǎo)體對外殼溝通耐壓實驗，實驗前先用介損儀在該變#1主變220kV側(cè)測得各相對地電容，并依據(jù)被試設(shè)備電容量估算所需電感以及實驗電流及容量，各相對地電容量如表1所示。依據(jù)理論核算進(jìn)行預(yù)備實驗作業(yè)，現(xiàn)場實驗實踐諧振頻率為73.8Hz，實驗過程中未發(fā)作設(shè)備部件的閃絡(luò)、放電，且實驗前后試品絕緣無明顯變化，設(shè)備順暢通過溝通耐壓實驗

  4.變頻串聯(lián)諧振在工程中的運(yùn)用典范分析

  以某變電站220kV GIS導(dǎo)體對外殼耐壓實驗為例，商品出廠實驗電壓導(dǎo)體對地為460kV，現(xiàn)場交代實驗電壓值為出廠實驗的80%，即368kV。實驗設(shè)備選用變頻式串聯(lián)諧振耐壓實驗裝置，實驗按電氣設(shè)備交代實驗規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行[1，5]。實驗時GIS設(shè)備所有氣室均充額外壓力SF6氣體且微水丈量合格，架空線、電力變壓器、避雷器和維護(hù)空隙與GIS隔脫離。導(dǎo)體對外殼耐壓加壓實驗時，220kV GIS實驗電壓由#1主變220kV側(cè)套管處施加，每次一相，其他兩相與接地的外殼短接。

  表1 試品電容的測量及參數(shù)的估算

  相別 電容量(nF) 電感量(H) 諧振頻率(Hz) 一次電流(A) 二次電流(A) 電源電流(A)

  A/B-C-E 16.81 260 70.13 3.21 160.61 68.56

  B/A-C-E 16.52 260 70.65 3.19 159.43 67.38

  C/A-B-E 16.63 260 70.45 3.20 159.88 68.03

  5.結(jié)論

  因此我們將變頻串聯(lián)諧振和交流工頻耐壓試驗裝置進(jìn)行對比，從而得知其具有電源容量小、試驗儀器易搬運(yùn)、輸出電壓波形好等優(yōu)勢，還可以有力度的規(guī)避諧波峰值對試品的誤擊穿、同時也能規(guī)避大的短路電流燒傷故障點。變頻串聯(lián)諧振原理、工程應(yīng)用整合和現(xiàn)場試驗充分證明，變頻串聯(lián)諧振在電力工程試驗中具有突出的技術(shù)特長和龐大的市場需求。