变频串联谐振耐压装置试验方法分析

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1、变频串联谐振耐压装置试验方法分析摘要：分析变频串联谐振耐压试验装置的工作原理，对其在电力电缆及GIS交流耐压的试验方法进行分析，使其在被试品不同的情况下，能够快速的对试验设备进行合理配置，使试验效率能够进一步提高。关键词：变频串联谐振；交流耐压；合理配置中图分类号：TM344.6文献标识码：A0引言自《电气装置安装工程交接试验标准》(GB50150-2006)将电力电缆交流耐压试验作为必须执行的标准以来，变频串联谐振耐压装置的使用率得到了大幅的提高。由于现场试品电压等级、容量等大小不一，若不注意试验装置的合理配置问题，很容易将试验

2、设备及被试物击穿损坏，本文旨在对试验方法进行分析，使变频串联谐振耐压装置能够得到合理的配置，进一步提高试验效率。1变频试验装置工作原理1.1变频串联谐振基本原理谐振的基本原理如图1所示，在一个RLC回路中，要使输出电压迗到最大值，必须使回路中的感抗和容抗相等，公式如下即1串联谐振原理1.2变频试验装置基本原理变频串联谐振装置由以下基本分组成：变频控制器、励磁变压器、谐振电抗器、电容分压器、补偿电容器等，原理见2变频试验装置工作原理高压电抗器可并联或或串接使用，以保证回路在适当的频率下谐振。通过变频控制器提供电源，试验电压由励磁变压

3、器经过初步升压后，使高电压加在高压电抗器L和试品C上，通过改变变频电源的输出频率，使回路处于串联谐振状态；调节变频电源的输出电压幅度值，使试品上的高压迗到合适的电压值。2变频串联谐振耐压装置计算及配置1.1试验前的计算工作(1)根据50150-2006标准规定，确定交流耐压试验电压值。(2)根据电缆规格、长度计算电缆电容量C，单位长度的电缆电容量可通过表1进行查阅；也可通过实测法用电容电感表进行实际测试。表1主要型号交联电缆每公里电容量(pf)(3)估算电感量L，其中C为电容量，f为试验估算频率(1)根据计算值L和耐压标准，选取合

4、适的电抗器组合，并根据组合后的电抗器的实际电感量L实来计算实际频率值，公式为(2)估算实际电流值，公式根据实际电流值判断电抗器以及励磁变压器能否承受此电流量。如果以上估算满足电缆和设备的要求，则可以放心的进行试验。气体绝缘开关柜以及变压器的耐压计算方法同上。2.2试验配置(1)谐振在较低频率时，试验电流较小(1=2nƒ；CU)电抗器并联，电感量减小，耐压不变；电抗器串联，电感量增大，耐压值升高。电抗器并联时适合做长电缆，电抗器单台使用或串联时适合做短电缆。(2)配置设备时，应按以下几方面进行考虑对于交联聚乙烯电缆决定系统配

5、置的主要是：电缆的电压等级、电缆的截面积、试验电缆的长度及电缆要求的谐振频率范围。对于封闭式组合电器决定系统配置的因素为：GIS气体绝缘开关柜的电压等级、间隔数和每个间隔的电容量C，允许的试验频率范围。对于变压器等设备，系统的配置取决于试品的容量试验电压、试品的等效电容量C、要求的谐振频率和试品的空载损耗的大小。当既做变压器又做电缆交流耐压试验时，可先按大容量大的试品计算所需电抗器电感量，做小容量试品时可再适当配置谐振补偿电容器使谐振频率姑402;0满足规程要求，而且由于补偿电容器重量一般小于电抗器，所以宁可选配电容器而尽量减少电

6、抗器数量。2.3接线示意图见图33串联谐振实际接线示意图(以电力电缆为例)3实例分析3.1某城市地铁主变电所交流耐压试验(1)变压器参数：产品型号SZ11-20000/35，容量20000kVA,额定电压35±3X2.5%/10kV。试验仪器：采用西安某公司制造的FSS-30A谐振装置，每个电抗器额定电压10kV，电抗值为13H，额定电流为2.5A，励磁变压器额定电压4kV，额定电流3A，分压电容器额定电容值为1400pF„(2)计算及配置过程根据变压器额定电压，查阅相关规程得到调压器交流耐压标准为68kVlmin,试验频率45H

7、z_65Hz，电容量约为8000pFo计算需要的谐振电抗器电抗量：值得注意的是频率为交流耐压上限值，以便得到较小的电抗值。依据产品手册或通过计算，选取18个电抗器串联方式，电抗值为800H,依据电抗值和电容值计算实际测试频率：计算实际电流值：电抗器额定电流为2.5A,励磁变额定电流为3A，因此满足要求，可以试验。现场实际测试，变频电源测得实际谐振频率为58.2Hz，与计算值一致，交流耐压试验一次成功。1.2北京地铁14号线一牵引所10kV电缆交流耐压试验(1)电缆参数:型号YJV-8.7/15，3X150mm2o试验仪器：采用西安

8、某公司制造的FSS-30A谐振装置，每个电抗器额定电压10kV，电抗值为3H，额定电流为5A，励磁变压器额定电压3kV，额定电流3A，分压电容器额定电容值为1400pF。(2)计算及配置过程根据电缆额定电压，查阅相关规程得到电缆交流耐压标准为21.