串联谐振系统的应用

1、自动调频串联谐振系统的组成变电站110kV系统的整套设备包括变频电源主控制器、励磁变压器、高压电抗器、分压器、补偿电容器及其他一些配件和配线,具体的接线方式见图1。电抗器的选用根据被试品的电压及其电容量而定,可以并联也可以串联进行试验。

图1  串联谐振接线示意图

2、对变电站变压器进行交流耐压试验变电站有2台63000kVA的变压器,高压侧运行电压为110kV,低压侧运行电压为10.5kV,由于高压侧的耐压试验要将中性点和高压抽头连在一起进行试验,所以结合变压器出厂试验报告和厂家要求,变压器的高压侧耐压值为112kV,低压侧耐压值为28kV。

串谐设备电抗器的参数是:电感量130H,额定电压27kV,额定电流1A,所以选择使用5个电抗器进行耐压试验。按照技术要求把各个组件放置好,连接配线,这个过程必须注意各个组件之间的距离,在有限的空间内合理安排变频主控制器、励磁变压器、电抗器、分压器等,放置电抗器保证它对地之间的有效距离,这些工作必须做好才能进行耐压试验,然后是配线连接必须正确,励磁变压器之间的连线必须拉紧、绷直,夹子朝上,不能让线耷拉在壳体上,电抗器之间的连线围成环,不能让线贴住电抗器外壳,主控制器、励磁变压器、分压器都要用材质良好的接地线可靠接地,这些都是保证顺利耐压试验的前提工作。

刚开始试验由变频电源接到励磁变压器输入端400V的抽头上,电抗器接到励磁变压器输出端3500V的抽头上,从分压器上端用细铁线连到被测变压器的高压抽头上,检查完接线就开始试验,设置好试验电压和试验时间按自动调谐键寻找谐振点,按自动升压键系统自动升压,因为手动升压快慢不好掌握,升得快了对试品不好。被测变压器升压到40000V的时候,励磁变压器发出“嗡嗡”的声响,紧接着主控制器就产生保护,电压立刻降下来,此时必须关闭电源并复位。判断是励磁变压器输出电压选的低了,所以把线改接到励磁变压器12000V的抽头上再试,这一次被测变压器升到40000V多,励磁变压器又有声音,同时注意到变频电源的输入电压已经升到380V,接近400V了,所以马上断掉电源把励磁变压器的输入电源改接到450V的抽头上,输出仍然用12000V,接通电源按自动调谐键,找到谐振点为57.8Hz,然后自动升压,升到112kV后开始1min倒计时,完了自动降压回零,这样被测变压器的高压侧耐压实验就算完成。

接下来就是被测变压器的低压侧的耐压实验,由于被测变压器的低压侧的耐压值为28kV,所以只用2个电抗器就可以顺利完成。在整个耐压试验过程中,必须注意从均压环到被测变压器触头的连线,由于刚开始时用的细铁线(平常耐压试验都用这个,绑扎比较方便),当升压比较高时,铁线在空中剧烈抖动,所以要求两头都必须固定好,要是滑落下来就很危险。另外这根连线必须要和被测变压器外壳保持一定的安全距离,1.5m算是安全距离,如果处理不好就会发生高压闪断,无法正常试验。经过第一台变压器的试验,做第二台的时候直接选择合适的励磁变压器电压的抽头,然后把均压环到被测变压器触头的连线换成设备的专用配线,这一次由于把第一次遇到的问题都注意到了,所以做得比较顺利。

3、对外线六氟化硫断路器和电流互感器做耐压试验对外线的一个六氟化硫断路器和电流互感器进行耐压试验,按照要求耐压试验值为184kV,所以要用到8个电抗器,把电流互感器二次短接以后,将断路器和互感器连在一起进行耐压试验。按照步骤把各个组件依次摆放好,然后连线,这次要用8个电抗器,所以用3个电抗器底座分别支撑,组件连接完毕后开始耐压试验。

还是选择自动调谐和自动升压,当被测断路器的电压升到116kV时,组件上发出很大的声响,主控制器显示“高压闪烁”,这个保护表明被测断路器的升压过程中高压有放电闪烁现象。现在就不好判断到底是试品的绝缘程度不高而被击穿还是实验设备组件之间的距离不够发生闪断,把试品通过高压的地方仔细检查,没发现有什么异常,认为一般像这种高压产品存在绝缘不好情况的可能性比较小,何况刚升到比运行电压高一点的电压。

检查后重新再试,当被测断路器的电压升到110kV以上的时候,同样的现象产生了,声音是从第三组电抗器上发出的,并伴有极短暂的弧光,于是就切断所有电源,仔细检查这一组电抗器,没有焦味、没有黑点、温度也正常。由于现场的高压连线从励磁变压器出来经过一个个电抗器串接起来的,而8个电抗器按照2、3、3顺序排列,到这个第三组电抗器已经经过了5个电抗器,电压已经很高了,而现场地面是泥土地面,而且是雨过天晴后不久,地面有点潮,因此认为问题可能就出在这里,是绝缘距离不够引起的。这样考虑之后,用一块1m2大的绝缘板垫在这组电抗器的下面,经过这样调整后重新试验,这一次直接升到被测断路器的试验电压,没有问题,接下来把其他试品也同样进行耐压试验,顺利完成。

4、110kV高压电缆的试验该试验是3根110kV高压电缆的试验,电缆截面630mm2,长度均为230m左右,按照规范要求电缆耐压值为2U0,即128kV,时间为1h。

根据电缆厂家提供的数据及其建议,选用8个电抗器进行耐压试验,把设备组件连接完后开始试验,随着电压的升高,高压电流升的很大,超过了1A,因为设备的电抗器额定电流只有1A,在电压升到试验电压后,高压电流达到1.3A,这样完成了一根电缆耐压的试验,此时电抗器已经发热,只能等温度降下来再做其他电缆的试验,由于工期和其他因素的影响,这样勉强完成所有电缆的耐压试验,但是耐压试验过程超过了设备的额定电流,这种做法是应坚决杜绝的。

5、对GIS组合电器的耐压试验按照要求组合电器的母线耐压试验为184kV,即出厂实验的80%。把GIS组合电器的进线断路器及出线断路器都合上,把测试设备的高压引线连接到GIS组合电器进线的接线套管上进行耐压试验,对A、B、C三相的相间和相对地分别耐压试验,总共进行3次,由于把以前发生过的问题都注意到了,所以这项耐压试验的工作得以顺利完成。

6、注意事项根据在安泰110kV变电站现场应用所遇到的问题,现把使用串联谐振的一些注意事项归纳为以下几点:(1)由于使用串联谐振系统耐压试验的设备试验电压等级都比较高,所以在耐压试验过程中,设备组件之间的距离和高压引线与试品外壳之间的距离都得掌握好,组件间的连线必须正确、整齐,避免发生闪断现象,影响耐压试验全过程。(2)做此项试验最好选择天气晴朗的时候进行,空气湿度过大时对使用串谐装置进行交流耐压试验负面影响较大,安全距离不好掌握,不确定因素会增多。(3)必须保证串谐装置在其额定电压和额定电流下工作,主控制器上显示的高压电流不得超过电抗器的额定电流,输出电压不得超过励磁变压器上接线抽头的标定电压,以免对设备造成损坏。

7、结语经过以上对串联谐振系统在不同电气设备上的应用问题进行介绍和总结,希望我们能熟练地掌握这种新设备的性能和使用方法,以便在以后的工作中能够正确、合理应用,圆满完成工作任务。华天电力专业生产串联谐振，产品选型丰富，专业电测15年，找串联谐振，就选华天电力。