無局部放電變頻諧振試驗(yàn)裝置的研究與應(yīng)用

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1、無局部放電變頻諧振試驗(yàn)裝置的研究與應(yīng)用ApplicationofPDFreeVariableFrequencyResonanceTestingSysteminACVoltageWithstandTestandPDTestofHVPowerEquipment郭守賢1，張?zhí)?，余青2(1.安徽電力試驗(yàn)研究所，合肥230022；2.蘇州華電電氣技術(shù)有限公司，蘇州215021)摘要：介紹了無局部放電變頻諧振試驗(yàn)裝置的原理及系統(tǒng)特點(diǎn)，并通過對(duì)比，總結(jié)了變頻試驗(yàn)裝置在高壓電氣設(shè)備交流耐壓和局部放電試驗(yàn)中的研究應(yīng)用及技術(shù)優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：變頻；諧振；試驗(yàn)裝置；交流耐壓

2、試驗(yàn)；局部放電試驗(yàn)中圖分類號(hào)：TM835文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1003-6520（2004）Z-0134-020引言無局部放電（無局放）變頻諧振試驗(yàn)裝置主要用于現(xiàn)場3~500kV電壓等級(jí)的GIS、電流互感器、SF6斷路器、高壓套管、耦合電容器、高壓電纜等電力設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)。其核心設(shè)備變頻電源還可用于電力變壓器、電壓互感器的局部放電和感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。同時(shí)也可作為高壓電氣設(shè)備絕緣介質(zhì)損耗、大型接地網(wǎng)的測量接地電阻的電源。特別是近年來開發(fā)的無局放調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，經(jīng)過十幾年的應(yīng)用，在現(xiàn)場對(duì)高電壓、大電容試品的交流耐壓、局部放電和感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中解決了

3、許多技術(shù)難題，逐步確立了技術(shù)優(yōu)勢，本文對(duì)此予以介紹。1變頻串聯(lián)諧振的原理1.1變頻串聯(lián)諧振工作原理T：勵(lì)磁變壓器；L：電抗器；Cx：試品電容；R：回路等效電阻圖1變頻串聯(lián)諧振原理接線圖圖1中變頻電源輸出頻率可變的交流電壓。高壓諧振電抗器的電感值L固定不變，在這樣的LRC串聯(lián)回路中，當(dāng)變頻電源的頻率f逐步升高時(shí)，諧振電抗器的感抗XL＝2πfL逐步增大，而被試品Cx的容抗Xc＝1/2πfC隨著頻率f的增大，反而逐步減小。至某一頻率時(shí)回路中感抗與容抗相等，出現(xiàn)串聯(lián)諧振，電感中的磁場能量與試品電容中的電場能量相互補(bǔ)償，電源只提供回路的有功損耗。1.2變頻電源達(dá)

4、到無局放要求的工作原理變頻電源的逆變電路中，不采用一般常用的工作于開關(guān)狀態(tài)的場效應(yīng)可控三極管（IGBT），避免其迅速導(dǎo)通和截止時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈干擾脈沖，使局部放電測量工作難于進(jìn)行。改用工作于功率放大原理的大功率三極晶體管，用可調(diào)頻率的低頻正弦信號(hào)電壓，控制大功率功放管，用串并聯(lián)方式達(dá)到能輸出0~360V大電流正弦電壓，達(dá)到無局放的要求，即局部放電量≤10pC。而其它高壓諧振電抗器、勵(lì)磁變和中間變壓器、補(bǔ)償電抗器及有關(guān)輔助設(shè)備等都按照無局放的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)后，即可作為局部放電試驗(yàn)的電源。2無局放變頻諧振試驗(yàn)裝置技術(shù)規(guī)范及配置無局放變頻諧振試驗(yàn)裝置根據(jù)試驗(yàn)

5、要求和應(yīng)用范圍，應(yīng)具有不同的配置及技術(shù)規(guī)范?，F(xiàn)介紹目前國內(nèi)常用的具備全面綜合功能的300kW系統(tǒng)。2.1應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍包括：①≤500kV電力變壓器交流感應(yīng)耐壓和局部放電試驗(yàn)［1~2］；②≤500kVGIS交流耐壓試驗(yàn)；③≤500kVCT、CVT、耦合電容及高壓開關(guān)等交流耐壓和局部放電試驗(yàn)；④≤220kV交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗(yàn)。2.2技術(shù)性能和技術(shù)參數(shù)2.2.1技術(shù)性能主要技術(shù)性能除可滿足相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求外，還具備以下其它特點(diǎn)：①安全性好；②可靠性高；③組合方便靈活；④操作簡單，監(jiān)測齊全等。2.2.2技術(shù)參數(shù)10大技術(shù)參數(shù)包括：①變頻電源額定輸出功

6、率為300kW；②變頻電源最大輸出電流／電壓：830A/單相360V；③變頻電源局部放電量：＜10pC（<400kV時(shí)），＜50pC（>400kV時(shí)）；④系統(tǒng)輸出電壓為0~300~600~900kV；⑤系統(tǒng)最大輸出為25A/900kV；750A/300kV；⑥系統(tǒng)局部放電量：主變感應(yīng)耐壓試驗(yàn)＜50pC，CT等串聯(lián)諧振試驗(yàn)＜10pC；⑦輸出頻率20~300Hz連續(xù)可調(diào)；⑧頻率調(diào)節(jié)細(xì)度＜0.1Hz；⑨頻率不穩(wěn)定度≤1％；⑩輸出電壓波形畸變率≤1％。2.3基本配置及主要技術(shù)性能1)WJFY-300無局放變頻電源柜1臺(tái)，其額定輸入電壓為三相交流380V±10％

7、，50Hz；額定輸出電壓為單相正弦交流，0~360V連續(xù)可調(diào)；最大輸出電流為830A；額定輸出容量為300kW；輸出頻率范圍為20~300Hz；局部放電量≤10pC；輸出波形畸變率≤1％；電壓穩(wěn)定度：10min內(nèi)波動(dòng)＜1％；頻率調(diào)節(jié)靈敏度為≤0.1Hz；頻率不穩(wěn)定度≤0.1％；連續(xù)工作2h溫升≤45℃；當(dāng)試品發(fā)生擊穿時(shí)，具有快速過流保護(hù)切斷電源，電源進(jìn)線側(cè)設(shè)置隔離；能測量監(jiān)控輸入電壓、輸入電流、4個(gè)臂的直流電壓、輸出電壓、輸出電流等參數(shù)；在額定輸出功率下，可連續(xù)工作60min，冷卻風(fēng)機(jī)噪聲＜80dB；尺寸為1200mm×800mm×1680mm；質(zhì)量為

8、800kg。2）WJFB-L300無局放勵(lì)磁變壓器1臺(tái)，其額定功率為300kVA；輸出電壓為5