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        電力高壓試驗(yàn)中串聯(lián)諧振裝置的作用

        2021-10-09 18:44:30陳佳
        科技信息·學(xué)術(shù)版 2021年13期
        關(guān)鍵詞:高壓試驗(yàn)作用

        陳佳

        摘要:電力高壓試驗(yàn)中,為確保電力系統(tǒng)運(yùn)輸速度和使用效率,需要借助高壓試驗(yàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行測試。測試中串聯(lián)諧振裝置發(fā)揮著重要作用,確保測試試驗(yàn)有效開展。能夠有效提升試驗(yàn)操作靈活性,對輸出波形進(jìn)行合理調(diào)整,為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供技術(shù)輔助。

        關(guān)鍵詞:高壓試驗(yàn);串聯(lián)諧振裝置;作用

        引言

        在電力高壓試驗(yàn)中設(shè)備絕緣性能檢測是常用方式,設(shè)備絕緣性能將對電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。本文以電力高壓試驗(yàn)中串聯(lián)諧振裝置的作用為題目展開討論,首先簡述串聯(lián)諧振裝置結(jié)構(gòu)和應(yīng)用原理,然后結(jié)合試驗(yàn)項(xiàng)目分析串聯(lián)諧振裝置應(yīng)用作用。

        1串聯(lián)諧振裝置結(jié)構(gòu)和應(yīng)用原理

        1.1裝置結(jié)構(gòu)

        串聯(lián)諧振裝置指的是通過控制裝置、勵(lì)磁變壓裝置、電容分壓裝置、電抗裝置組成。按照串聯(lián)諧振,通過勵(lì)磁裝置產(chǎn)生諧振回路,對變頻裝置輸出情況加以改變,構(gòu)建回路感應(yīng)和試驗(yàn)品間串聯(lián)諧振,將所產(chǎn)生諧振電壓作用至試驗(yàn)品。近些年來,在化工、石油、電力等諸多領(lǐng)域均應(yīng)用到該裝置。串聯(lián)諧振裝置可應(yīng)用于容量、電壓較高交接和預(yù)防測試工程中。在電壓層面可應(yīng)用于10kV、110kV、220kV、500kV項(xiàng)目中,并且在大型變壓設(shè)置、發(fā)電機(jī)組耐壓測試、接地電阻、變壓感應(yīng)項(xiàng)目中也得到廣泛的應(yīng)用,試驗(yàn)結(jié)果也較為穩(wěn)定。

        1.2應(yīng)用原理

        串聯(lián)諧振裝置應(yīng)用于實(shí)際試驗(yàn)中是通過電容融合和電抗電感雙重作用下,實(shí)現(xiàn)串聯(lián)諧振目的。通過串聯(lián)諧振在試驗(yàn)品中獲得高壓電流,將電流輸入至測試裝置,獲取試驗(yàn)裝置絕緣效果數(shù)據(jù)參數(shù)。現(xiàn)階段,國內(nèi)技術(shù)不斷優(yōu)化,可以直接通過串聯(lián)諧振裝置調(diào)節(jié)功率通道,實(shí)現(xiàn)諧振裝置與測試設(shè)備組件電容諧振融合,從而獲得測試電壓。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)包括多項(xiàng)分支特性設(shè)計(jì),從而最大戶對低電流、高電壓適應(yīng)。串聯(lián)諧振裝置運(yùn)行形成回路表現(xiàn)為:

        其中Uc表示承受電壓;U表示勵(lì)磁電壓;X表示容抗;Xl表示回路感抗。

        2電力高壓試驗(yàn)中串聯(lián)諧振裝置的作用

        2.1實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)便利性

        現(xiàn)階段,串聯(lián)諧振裝置的應(yīng)用逐漸成熟,自身具有多種優(yōu)點(diǎn)。相比于其他裝置串聯(lián)諧振裝置重量較輕,體積小,占用空間也較小,因此應(yīng)用在試驗(yàn)中具有便利性。另外,實(shí)際試驗(yàn)中,串聯(lián)諧振裝置只負(fù)責(zé)試驗(yàn)中功耗模塊,可有效提高試驗(yàn)可靠性。串聯(lián)諧振裝置開發(fā)以及優(yōu)化調(diào)整與計(jì)算機(jī)相同,為持續(xù)改良狀態(tài),主要對外觀和性能加以改善?,F(xiàn)階段,相比于傳統(tǒng)同類型的常規(guī)設(shè)備,串聯(lián)諧振裝置體積小,重量減輕,在試驗(yàn)中消耗電力也較小,因此有效降低試驗(yàn)中的能量損耗,提高試驗(yàn)操作質(zhì)量和效率。例如,在電纜測試中,將串聯(lián)諧振裝置應(yīng)用其中,因?yàn)闇囟茸兓瘜﹄娮杪十a(chǎn)生影響。所以,實(shí)際作業(yè)時(shí),相關(guān)人員需要對溫度加以控制,確保項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定性和可行性。電纜中直流電壓受空間電荷因素影響,導(dǎo)致附件出現(xiàn)絕緣閃絡(luò)問題,進(jìn)而造成局部電壓瞬時(shí)增加,對絕緣試驗(yàn)準(zhǔn)確性造成影響。最后,直接耐壓測試中,電纜運(yùn)行難以出現(xiàn)異常情況,造成電纜受損,無法正常運(yùn)行,但如果在試驗(yàn)中設(shè)置串聯(lián)諧振裝置便能夠有效避免相同問題發(fā)生[1]。并且,恰好因?yàn)榇?lián)諧振裝置的體積比較小,因此應(yīng)用更加靈活,在項(xiàng)目中應(yīng)用更加廣泛。在容量較大試驗(yàn)項(xiàng)目中,當(dāng)絕緣子擊穿,相應(yīng)位置將發(fā)生短路情況,流通電流值隨之增加,燒毀鐵芯,增加風(fēng)險(xiǎn)值。

        2.2對于輸出壓力波形加以改善

        串聯(lián)諧振裝置可以對輸出壓力波形加以優(yōu)化,產(chǎn)生正弦波形,避免試驗(yàn)受損或者被擊穿,最大程度降低故障發(fā)生概率。串聯(lián)諧振裝置電流波形是諧振式,因?yàn)椴ㄐ蝺?yōu)勢,能夠?qū)Σㄐ渭右杂行Ц纳芠2]。例如,GIS設(shè)備中應(yīng)用串聯(lián)諧振裝置,該裝置為氣體絕緣開關(guān)裝置,能夠在產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢煤筮M(jìn)行組裝應(yīng)用。在實(shí)際的運(yùn)輸中,因?yàn)椴糠止碳蜆?gòu)件很容易受外力作用而出現(xiàn)位移、松動(dòng)等情況。此類問題的發(fā)生不僅對運(yùn)輸效率產(chǎn)生影響,同時(shí)將增加經(jīng)濟(jì)損失。但是在設(shè)備運(yùn)輸?shù)綀龊螅ㄟ^串聯(lián)諧振裝置對電場結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測,提供準(zhǔn)確的檢測結(jié)果,從而有效降低故障發(fā)生概率。所以,對串聯(lián)諧振裝置加以合理應(yīng)用,能夠?qū)毫Σㄐ渭右詣?dòng)態(tài)檢測,對現(xiàn)場具體情況加以全面掌握。

        2.3確保試驗(yàn)穩(wěn)定性

        在電力高壓項(xiàng)目中應(yīng)用串聯(lián)諧振裝置具有可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)運(yùn)行均是通過進(jìn)口組件進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換,頻率和電壓比較穩(wěn)定,具有良好的自動(dòng)調(diào)諧作用,保護(hù)功能較為完善,可有效提升試驗(yàn)穩(wěn)定性,確保供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在電力高壓項(xiàng)目中應(yīng)用串聯(lián)諧振裝置,可對項(xiàng)目運(yùn)行中電力設(shè)備運(yùn)行情況以及系統(tǒng)絕緣效果加以全面檢測。傳統(tǒng)試驗(yàn)中,多因?yàn)闄z測覆蓋較小而無法對供電系統(tǒng)中存在的問題加以及時(shí)發(fā)現(xiàn),最終出現(xiàn)漏電故障,引發(fā)短路故障。當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障,將導(dǎo)致電力設(shè)備出現(xiàn)過載情況,如果繼電保護(hù)無法做出相應(yīng)反應(yīng),則將導(dǎo)致設(shè)備損傷、燒傷甚至爆炸。例如,在交流耐壓試驗(yàn)中,為確保發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,電壓穩(wěn)定,需要通過交流耐壓試驗(yàn)對發(fā)電機(jī)的絕緣情況進(jìn)行檢測,按照檢測結(jié)果科學(xué)制定運(yùn)行方案。試驗(yàn)時(shí),采用傳統(tǒng)方式無法對發(fā)電機(jī)電流和電壓進(jìn)行有效調(diào)節(jié),出現(xiàn)設(shè)備故障,甚至短路燒毀設(shè)備。為避免鐵芯燒毀,通過串聯(lián)諧振裝置,試驗(yàn)時(shí)鐵芯氣隙變換電感,電流電壓諧振,調(diào)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(jìn)行試驗(yàn),合理選擇頻率,對電抗器的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整,并對變頻控制器電壓進(jìn)行調(diào)整,是試驗(yàn)頻率和工作頻率保持一致。電容0.411μF,對比勵(lì)磁變壓器,串聯(lián)諧振裝置的電抗值更高。試驗(yàn)按照公式:1/C=1/Cx+1/(C1+C2)[3],其中,C表示為電路參數(shù),C1+C2表示為分壓器電容,Cx表示為試驗(yàn)電容。試驗(yàn)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(yīng)當(dāng)與試驗(yàn)電容一致。在試驗(yàn)中,借助電抗器在1.2A電流環(huán)境中開展耐壓試驗(yàn),時(shí)間為5min,如果出現(xiàn)閃絡(luò)或者被擊穿情況,則表明電纜的性能良好。

        總結(jié)

        綜上,串聯(lián)諧振裝置主要應(yīng)用在交流耐壓、電纜高壓、氣體開關(guān)等試驗(yàn)中,能夠?qū)﹄妷翰ㄐ渭右詢?yōu)化,最大程度降低供電系統(tǒng)電力故障發(fā)生概率,提升高壓試驗(yàn)準(zhǔn)確性、安全性、可靠性,為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。在未來的電力系統(tǒng)建設(shè)中需要對串聯(lián)諧振裝置加以優(yōu)化應(yīng)用,為高壓試驗(yàn)提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]范永紅.變頻串聯(lián)諧振技術(shù)在電纜高壓試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化,2019(16):11-12.

        [2]朱秦川,吳經(jīng)鋒,張璐,等.GIS現(xiàn)場耐壓試驗(yàn)方法及裝置參數(shù)研究[J].電網(wǎng)與清潔能源,2017(10):89-93.

        [3]耿海龍.變頻串聯(lián)諧振設(shè)備在發(fā)電機(jī)交流耐壓試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].中國高新區(qū),2018(02):145.

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