分析變頻串聯(lián)諧振技術(shù)在力系統(tǒng)中的應(yīng)用

變頻諧振試驗(yàn)裝置是利用無功補(bǔ)償原理,在完成發(fā)機(jī)、纜以及GIS組合器的耐壓試驗(yàn)是只需要較小容量和較低壓的試驗(yàn)源就可以成功完成.同時(shí),該試驗(yàn)裝置還可用于變壓器、流、壓互感器等的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn).這種試驗(yàn)方法安全可靠,并能有效地檢出有絕緣缺陷的氣設(shè)備.

1　變頻諧振試驗(yàn)的原理

    變頻諧振試驗(yàn)的原理是利用組合設(shè)備的等效容和已知感量的高壓抗器構(gòu)成串聯(lián)回路,通過變頻源調(diào)節(jié)試驗(yàn)源頻率使路達(dá)到串聯(lián)諧振.這時(shí),容器和抗器的無功功率平衡.

2　變頻諧振系統(tǒng)的組件

   2.1　控制系統(tǒng)

       控制系統(tǒng)是變頻諧振系統(tǒng)的心臟模塊,它包含了所有的子及控制模塊.所有的模塊放在一個(gè)控制柜中,操作屏在控制柜的上方,操作人員可以控制所有的功能、讀取的測(cè)量值（壓、頻率、流等）、觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài).三相橋式連接變頻器的作用是將三相主源壓轉(zhuǎn)換成為可調(diào)幅方波壓,通過主回路開關(guān)取得三相線壓送到6脈沖轉(zhuǎn)換器整流,然后提供給容組.方波輸出壓由轉(zhuǎn)換橋以需要的輸出頻率產(chǎn)生,輸出壓的有效值通過調(diào)整脈沖寬度實(shí)現(xiàn)無級(jí)可調(diào).所有的控制信號(hào)由微處理器產(chǎn)生,系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)預(yù)設(shè)頻率,或者自動(dòng)將輸出頻率調(diào)整到諧振頻率.高壓系統(tǒng)根據(jù)操作人員的設(shè)置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)諧,控制升壓、耐壓時(shí)間和關(guān)機(jī).還可以通過設(shè)備的RS232接口與外部計(jì)算機(jī)聯(lián)接,從而控制整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量.

    2.2　勵(lì)磁變壓器

      勵(lì)磁變壓器的作用是將控制單元的輸出變成諧振回路的輸入.其一次線圈和控制單元相連,二次線圈則取決于高壓回路的品質(zhì)因數(shù)的期望值.勵(lì)磁變壓器可以做在抗器的內(nèi)部,或者做成獨(dú)立單元.

    2.3　高壓抗器

      在諧振頻率下,抗器與負(fù)載將勵(lì)磁方波壓變成理想正弦波.高壓抗器的參數(shù)選擇必須充分考慮到試品功率和頻率范圍.

    2.4　多級(jí)組合型抗器

單級(jí)抗器組合后可以滿足回路的*配置,保證輸出壓和頻率范圍,每級(jí)抗器的壓等級(jí)可以單獨(dú)確定.這種抗器的優(yōu)點(diǎn)是組合方便、便于運(yùn)輸,缺點(diǎn)是運(yùn)行工況時(shí)間短.箱式抗器是專門為纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的,為油浸式,自然冷卻抗器.可以采用容式瓷套管輸出,也可以采用纜終端式回充SF6輸出.輸出的標(biāo)準(zhǔn)纜成為系統(tǒng)的基本負(fù)載,與待測(cè)纜的終端頭相連.

     2.5　壓測(cè)量系統(tǒng)、耦合容器和基本負(fù)載

      壓測(cè)量系統(tǒng)包括一個(gè)分壓器和一個(gè)峰值壓表,壓表安裝在控制柜中,壓值在操作屏上顯示.分壓器也可以當(dāng)作耦合容器和基本負(fù)載使用.在多級(jí)組合抗器中,分壓器是獨(dú)立單元,而在SF6絕緣和箱型抗系統(tǒng)中,分壓器已經(jīng)安裝到抗器中.

     2.6　試驗(yàn)參數(shù)

      試驗(yàn)參數(shù)主要包括:①試品的等效容C:這個(gè)參數(shù)主要依靠經(jīng)驗(yàn)的積累,或通過生產(chǎn)廠家獲得;②試驗(yàn)用抗器的感量L:原則是選擇使諧振頻率在30～300Hz;③回路的諧振頻率f:根據(jù)f=1/（2πlc）計(jì)算;④試驗(yàn)流I:根據(jù)I=ωCU計(jì)算;⑤試驗(yàn)壓U:壓值的大小根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程具體確定.

     3　變頻諧振系統(tǒng)的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)

    3.1　應(yīng)用

      變頻諧振系統(tǒng)應(yīng)用,具體情況如下:①新安變、龍古變、官田變GIS的耐壓試驗(yàn);②110kV新安變、七里變、豐城變、洛舍變、西山變、高林變、前村變、塘南變等多座變所主變的耐壓試驗(yàn);③織里變2公里長(zhǎng)的10kV纜耐壓試驗(yàn);④塘橋變、長(zhǎng)超變35kV容器纜耐壓試驗(yàn);⑤橫街變主變纜共計(jì)12根一次完成;⑥青山變35kV壓變耐壓.

      3.2　優(yōu)點(diǎn)

      大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明,變頻串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)裝置能夠很好地滿足現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)高壓系統(tǒng)的要求,具有如下優(yōu)點(diǎn):

       （1）試驗(yàn)源容量較小,減輕了由于源容量的不足對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的制約;

       （2）試驗(yàn)裝置體積小,抗器采用多級(jí)或疊積式結(jié)構(gòu),便于運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝;

       （3）試驗(yàn)接線方便,操作簡(jiǎn)單,大大縮短了試驗(yàn)時(shí)間;

       （4）安全可靠性高,變頻裝置采用的IGBT及驅(qū)動(dòng)回路輸出波形失度小,頻率輸出穩(wěn)定性好;

       （5）具有良好的IGBT、過流、過壓以及放保護(hù)功能,能夠保護(hù)設(shè)備及人身安全.如在耐壓過程中發(fā)生擊穿時(shí),由于路失去諧振條件,源輸出流自動(dòng)減小,試品兩端的壓驟然下降,不會(huì)產(chǎn)生過壓,放能量小,因此對(duì)試驗(yàn)裝置和試品不會(huì)造成較大危害;

       （6）試驗(yàn)的等效性較好,采用接近工頻（30～300Hz）的交流壓作為試驗(yàn)源,無論是在等效性和一致性上都與50Hz/60Hz的工頻源非常接近,從而保證了試驗(yàn)結(jié)果的實(shí)性和可靠性.實(shí)踐證明,使用變頻串聯(lián)諧振系統(tǒng)不僅節(jié)約了大量人力和物力,還減少了試驗(yàn)時(shí)間及系統(tǒng)停時(shí)間,提高了供可靠性,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.

     關(guān)鍵詞：串聯(lián)諧振 試驗(yàn)裝置 力系統(tǒng)