變頻串聯(lián)諧振裝置使用中的問題

變頻串聯(lián)諧振裝置在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中，常會(huì)碰到試驗(yàn)回路的品質(zhì)因數(shù)低、諧振頻率低、試驗(yàn)回路電流大等問題，應(yīng)引起廣大試驗(yàn)人員的注意，并應(yīng)采取相應(yīng)的措施，保證交流耐壓試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

1.試驗(yàn)回路的品質(zhì)因數(shù)

試驗(yàn)回路的Q值主要是由電抗器的特性決定的。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，10kV變頻諧振試驗(yàn)裝置在實(shí)際使用中的Q值往往比廠家提供的Q值大。而35kV及以上電壓等級(jí)的變頻諧振試驗(yàn)裝置在實(shí)際使用中的Q值往往會(huì)比廠家提供的Q值小，天氣惡劣時(shí)會(huì)小很多，隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加Q值呈下降趨勢(shì)。從而導(dǎo)致按照廠家提供的Q值選擇的電源容量達(dá)不到現(xiàn)場試驗(yàn)的要求，嚴(yán)重的是電壓達(dá)不到試驗(yàn)所要求的耐壓值。通過分析，不難發(fā)現(xiàn)，在參數(shù)計(jì)算中，試品的電容量、回路的電感量都是定值，但其中的Q值由于現(xiàn)場的干擾、接線布置、天氣影響、電抗器特性、擺放位置等各種不定因素的不同而發(fā)生改變。

10kV電纜系統(tǒng)試驗(yàn)多在開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)箱處進(jìn)行，高壓引線不長，引線對(duì)Q值的影響大大降低；由于開關(guān)柜的間隔緊湊，空間小，使用高質(zhì)量的粗絕緣線，因此損耗下降，Q值比廠家提供的數(shù)值要高。對(duì)于35kV及以上電壓等級(jí)的變頻諧振試驗(yàn)裝置在實(shí)際使用中的Q值往往會(huì)廠家提供的Q值小的情況，分析如下：

1）高壓引線的影響

單項(xiàng)電氣設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，由于試品電容量小，高壓引線對(duì)試驗(yàn)的影響不大。戶外配電裝置整體進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備的安裝高度隨電壓等級(jí)增加，電壓等級(jí)越高，高壓引線越長。一般高壓引線較長，電暈損耗增強(qiáng)，回路中等效電阻增大。它形成的雜散電容并聯(lián)在被測電容上，回路諧振頻率下降，使得Q值下降；同時(shí)周圍電磁場的干擾也增大，使得Q值下降。因此，在進(jìn)行高電壓等級(jí)電氣設(shè)備交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，盡量采用波紋管高壓引線。

2）天氣的影響

①濕度高的情況下，引線電暈損耗大大增加，同時(shí)周圍電磁場的干擾也增大，使得Q值下降。

②溫度高的情況下，回路等效電阻大大增加，使得Q值下降。

3）試驗(yàn)時(shí)間的影響

隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長，設(shè)備受熱，等效電阻增大，Q值也呈下降趨勢(shì)。在大暑天這種現(xiàn)象十分顯著。往往設(shè)備需要休息30分鐘才能繼續(xù)使用。

4）電抗器的影響

電抗器一般要求是無損耗電抗器，若是工藝不佳，往往損耗較大。另外，電抗器放置在鐵板等金屬部件上時(shí)，形成了渦流損耗，等效電阻增大。

5）高電壓試驗(yàn)頻率不選*諧振點(diǎn)對(duì)Q值的影響

在應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓升到接近試驗(yàn)電壓時(shí)，電壓上升速度太快并伴有較大的電壓波動(dòng)，甚至能導(dǎo)致電壓保護(hù)動(dòng)作，使試驗(yàn)必須重新開始，這對(duì)設(shè)備安全是不利的。但如果電壓保護(hù)值設(shè)定過大，就不能很好的起到保護(hù)被試設(shè)備免受過電壓的作用。因此，一般在2％試驗(yàn)電壓下調(diào)到*諧振頻率，之后在不超過40％試驗(yàn)電壓情況下再調(diào)整一下頻率，且稍稍偏小一點(diǎn)，避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

綜上所述，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)除了依靠電抗器良好的性能外，還要采取各種好的均壓措施和合理的選擇導(dǎo)線、合理的布置試驗(yàn)現(xiàn)場、合理安排時(shí)間等盡量提高Q值，并且采取散熱等措施減少設(shè)備受熱對(duì)Q值的影響。另外，在廠家提供的Q值的基礎(chǔ)上配合現(xiàn)場接線布置情況適當(dāng)修正，放大裕度(如高壓引線較長就適當(dāng)下降Q值)，所計(jì)算下的電源容量就可以滿足試驗(yàn)所需的要求。

2.試驗(yàn)回路諧振頻率

在進(jìn)行電容量比較小的電氣設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，如110kV變壓器的中性點(diǎn)交流耐壓試驗(yàn)，要求的頻率為45-65Hz。如采用單臺(tái)電抗器的組合進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，往往頻率達(dá)不到試驗(yàn)的要求或者不能發(fā)生諧振。因此可以并聯(lián)外接耦合電容器，增大試驗(yàn)回路電容，降低頻率，從而使諧振頻率達(dá)到試驗(yàn)的要求。而在進(jìn)行雙母線雙分段接線的GIS母線電壓互感器的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，要求的頻率要大于100Hz。由于母線很長，電容量大，有時(shí)諧振頻率達(dá)不到試驗(yàn)要求。因此可以采取電抗器的不同組合方式，降低試驗(yàn)回路的電抗，增大頻率，從而使諧振頻率達(dá)到試驗(yàn)的要求。

3.試驗(yàn)回路電流大

在進(jìn)行電容量很大的電氣設(shè)備的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，如高電壓、長距離的交聯(lián)聚乙烯電纜，試驗(yàn)回路的電流很大，超過電抗器的額定電流。而且由于試驗(yàn)的時(shí)間很長，電抗器發(fā)熱非常嚴(yán)重。為了滿足試驗(yàn)的要求，可以將三臺(tái)電抗器并聯(lián)使用。這樣，一方面可以滿足試驗(yàn)的要求，另一方面也可以降低每臺(tái)電抗器的試驗(yàn)電流，不會(huì)造成電抗器發(fā)熱嚴(yán)重。

4.小結(jié)

變頻串聯(lián)諧振裝置在交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)用中經(jīng)常碰到品質(zhì)因數(shù)低、諧振頻率太高或太低、試驗(yàn)回路電流大等問題。分析了產(chǎn)生問題的原因，并提出了相應(yīng)的解決辦法。