无局部放电变频谐振试验装置的研究与应用

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1、无局部放电变频谐振试验装置的研究与应用ApplicationofPDFreeVariableFrequencyResonanceTestingSysteminACVoltageWithstandTestandPDTestofHVPowerEquipment郭守贤1，张太石2，余青2(1.安徽电力试验研究所，合肥230022；2.苏州华电电气技术有限公司，苏州215021)摘要：介绍了无局部放电变频谐振试验装置的原理及系统特点，并通过对比，总结了变频试验装置在高压电气设备交流耐压和局部放电试验中的研究应用及技术优势。关键词：变频；谐振；试验装置；交流耐压试验；局部放电试验中图分类号：

2、TM835文献标识码：B文章编号：1003-6520（2004）Z-0134-020引言无局部放电（无局放）变频谐振试验装置主要用于现场3~500kV电压等级的GIS、电流互感器、SF6断路器、高压套管、耦合电容器、高压电缆等电力设备的交流耐压试验。其核心设备变频电源还可用于电力变压器、电压互感器的局部放电和感应耐压试验。同时也可作为高压电气设备绝缘介质损耗、大型接地网的测量接地电阻的电源。特别是近年来开发的无局放调频式串联谐振试验装置，经过十几年的应用，在现场对高电压、大电容试品的交流耐压、局部放电和感应耐压试验中解决了许多技术难题，逐步确立了技术优势，本文对此予以介绍。1变频串

3、联谐振的原理1.1变频串联谐振工作原理T：励磁变压器；L：电抗器；Cx：试品电容；R：回路等效电阻图1变频串联谐振原理接线图图1中变频电源输出频率可变的交流电压。高压谐振电抗器的电感值L固定不变，在这样的LRC串联回路中，当变频电源的频率f逐步升高时，谐振电抗器的感抗XL＝2πfL逐步增大，而被试品Cx的容抗Xc＝1/2πfC随着频率f的增大，反而逐步减小。至某一频率时回路中感抗与容抗相等，出现串联谐振，电感中的磁场能量与试品电容中的电场能量相互补偿，电源只提供回路的有功损耗。1.2变频电源达到无局放要求的工作原理变频电源的逆变电路中，不采用一般常用的工作于开关状态的场效应可控三极

4、管（IGBT），避免其迅速导通和截止时产生的强烈干扰脉冲，使局部放电测量工作难于进行。改用工作于功率放大原理的大功率三极晶体管，用可调频率的低频正弦信号电压，控制大功率功放管，用串并联方式达到能输出0~360V大电流正弦电压，达到无局放的要求，即局部放电量≤10pC。而其它高压谐振电抗器、励磁变和中间变压器、补偿电抗器及有关辅助设备等都按照无局放的要求进行设计和生产后，即可作为局部放电试验的电源。2无局放变频谐振试验装置技术规范及配置无局放变频谐振试验装置根据试验要求和应用范围，应具有不同的配置及技术规范。现介绍目前国内常用的具备全面综合功能的300kW系统。2.1应用范围应用范围

5、包括：①≤500kV电力变压器交流感应耐压和局部放电试验［1~2］；②≤500kVGIS交流耐压试验；③≤500kVCT、CVT、耦合电容及高压开关等交流耐压和局部放电试验；④≤220kV交联电缆的交流耐压试验。2.2技术性能和技术参数2.2.1技术性能主要技术性能除可满足相应国家标准的要求外，还具备以下其它特点：①安全性好；②可靠性高；③组合方便灵活；④操作简单，监测齐全等。2.2.2技术参数10大技术参数包括：①变频电源额定输出功率为300kW；②变频电源最大输出电流／电压：830A/单相360V；③变频电源局部放电量：＜10pC（<400kV时），＜50pC（>400kV时）

6、；④系统输出电压为0~300~600~900kV；⑤系统最大输出为25A/900kV；750A/300kV；⑥系统局部放电量：主变感应耐压试验＜50pC，CT等串联谐振试验＜10pC；⑦输出频率20~300Hz连续可调；⑧频率调节细度＜0.1Hz；⑨频率不稳定度≤1％；⑩输出电压波形畸变率≤1％。2.3基本配置及主要技术性能1)WJFY-300无局放变频电源柜1台，其额定输入电压为三相交流380V±10％，50Hz；额定输出电压为单相正弦交流，0~360V连续可调；最大输出电流为830A；额定输出容量为300kW；输出频率范围为20~300Hz；局部放电量≤10pC；输出波形畸变率

7、≤1％；电压稳定度：10min内波动＜1％；频率调节灵敏度为≤0.1Hz；频率不稳定度≤0.1％；连续工作2h温升≤45℃；当试品发生击穿时，具有快速过流保护切断电源，电源进线侧设置隔离；能测量监控输入电压、输入电流、4个臂的直流电压、输出电压、输出电流等参数；在额定输出功率下，可连续工作60min，冷却风机噪声＜80dB；尺寸为1200mm×800mm×1680mm；质量为800kg。2）WJFB-L300无局放励磁变压器1台，其额定功率为300kVA；输出电压为5