變壓器的串聯諧振耐壓試驗常見問題及解決方案
問:應用串并聯諧振原理進行交流耐壓試驗方法有哪些?
答:對于長電纜線路、電容器、大型發電機和變壓器等電容量較大的被試品的交流耐壓試驗,需要較大容量的試驗設備和電源,現場往往難以辦到。在此情況下,可根據具體情況,分別采用串聯、并聯諧振或串并聯諧振(也稱串并聯補償)的方法解決試驗設備容量不足的問題。
(1)串聯諧振(電壓諧振)法。當試驗變壓器的額定電壓不能滿足所需試驗電壓,但電流能滿足被試品試驗電流的情況下,可用串聯諧振的方法來解決試驗電壓的不足。
(2)并聯諧振(電流諧振)法。當試驗變壓器的額定電壓能滿足試驗電壓的要求,但電流達不到被試品所需的試驗電流時,可采用并聯諧振對電流加以補償,以解決試驗電源容量不足的問題。
(3)串并聯諧振法。除了以上的串聯、并聯諧振外,當試驗變壓器的額定電壓和額定電流都不能滿足試驗要求時,可同時運用串、并聯諧振線路,也稱為串并聯補償法。
問:電壓諧振發生的條件是什么?電流諧振發生的條件是什么?
答:由電感線圈(可用電感L串電阻R模擬)和電容元件(電容量為C)串聯組成的電路中,當感抗等于容抗時會產生電壓諧振,深入分析如下:
(1)當L、C一定時,電源的頻率f恰好等于電路的固有振蕩頻率,即f=1/(2π√LC)。
(2)當電源頻率一定時,調整電感量L,使L=1/[(2πf)2C]。
(3)當電源頻率一定時,調整電容量C,使C=1/[(2πf)2L]。在電感線圈(可用電感L串電阻R模擬)和電容元件(電容量為C)并聯組成的電路中,滿足下列條件之一,就會發生電流諧振。
(1)電源頻率f=1/2π√1/LC-R/L
(2)調整電容量,使C=L/[R2+(2πfL)2]
(3)當2πfCR≤1時,調節電感L也可能產生電流諧振。
問:變壓器的串聯諧振耐壓試驗的方法有哪些?
答:變壓器常見的串聯諧振耐壓試驗方法有兩種:
(1)調感式串聯諧振耐壓試驗。在高壓回路中串聯一個可以調節的電感L,當調節電抗器使wL1/WCx= 時,電抗上的壓降在數值上等于電容上的壓降,回路達到諧振狀態,被試品上產生工頻高壓。
(2)變頻串聯諧振耐壓試驗。在試驗電源處接入變頻裝置,可以調節電源頻率在30一300Hz內變化,當調節變頻柜輸出電壓頻率達到諧振條件,即f=1/(2π√LC)時,被試品上產生諧振高電壓。如果同時進行電抗器的組合和電容量的調節,試驗頻率可以控制在45~65FHz頻率范圍內,大部分可以控制在49~51Hz頻率范圍內。因為調節設備達到諾振點比較方便,所以目前現場較常用。
問:進行變壓器的串聯諧振耐壓試驗時,有什么注意事項?
答:進行變壓器的串聯諧振耐壓試驗時,應注意:
(1)應該先調諧,再升壓。當采用串聯諧振試驗裝置時,試驗電壓的頻率應不低于40Hz,全電壓下耐受時間為60s。試驗時,應在較低的激磁電壓下調諧電感或頻率找諧振點,當被試品上電壓達到很高時,即達到試驗回路的諧振點,可以開始升壓進行試驗。
(2)諧振試驗回路品質因數Q值的高低與試驗設備、試品絕緣表面干燥清潔程度及高壓引線直徑大小、長短有關,因此試驗宜在天氣晴好的情況下進行。試驗設備、試品絕緣表面應干燥、清潔。盡量縮短高壓引線的長度,采用大直徑的高壓引線,以減小電暈損耗。提高試驗回路品質因數Q值。
問:耐壓試驗時,電力設備絕緣不合格的可能原因有哪些?
答:耐壓試驗時,電力設備絕緣不合格的可能原因有:
(1)絕緣性能變壞。如變壓器油中進入水分、固體絕緣受潮、絕緣老化等,都會導致絕緣性能下降,在耐壓試驗時可能不合格。
(2)試驗方法和電壓測量方法不正確。例如,進行變壓器試驗時,未將非被試繞組短接接地,非被試繞組可能對地放電,誤判為不合格。再如,試驗大容量試品時,仍在低壓側測量電壓,由于容升效應,實際加在被試品上的電壓超過試驗電壓,導致被試品擊穿,誤判為不合格。
(3)沒有正確地考慮影響絕緣特性的大氣條件。由于氣壓、溫度和濕度對火花放電電壓及擊穿電壓都有一定影響,若不考慮這些因素就可能導致設備不合格的結論。