分析电力高压试验中串联谐振装置的作用

郑炜

摘 要 在电力系统中，高压试验是保障系统稳定和安全的重要路径，提高试验准确性和有效性至关重要。因此，本文先简单介绍了串联谐振装置原理及结构，然后分析其作用，最后研究了串联谐振装置的具体应用，以期保障电力系统稳定运行。

关键词 电力系统;高压试验;串联谐振装置

引言

高压试验是电力系统的常用试验，能够检查电气设备的安全性能以及绝缘性能，保证设备满足质量要求，在电力系统中应用，保证电力系统的稳定性和安全性。在高压试验中常利用串联谐振设备，提高试验的安全性和准确性。因此通过分析串联谐振设备在其中发挥的作用，有利于进一步推广谐振设备，支持电力系统稳定运行。

1串联谐振装置结构

在电力高压试验中自动化技术和数字化技术全面推广，串联谐振装置在试验中广泛应用，其结构主要包括励磁变压器、电容变压器以及变频控制器等。变频谐振装置利用串联谐振原理出现实验反应，变频器能够对谐振装置实现电回路，分析频率，在一定程度上起到不可替代作用。经过大量数据分析表明，谐振装置更适合用于电缆耐压实验。串联谐振装置利用电抗器电感以及电容量分析高压试验，串联装置可利用高压电流试验，电压和电流以特殊形式反馈在试验设备中，观察设备变化得出试验结论，检验设备绝缘性。其工作原理为电抗器电感和视频电容结合，形成谐振，在试验设备中获得高电压电流，向试验设备施加电流，判断设备绝缘性。谐振装置和试验设备一致时，高压试验设备形成电容能量，能够和磁场能量互补，让高压试验损失得到控制，从而提高试验的准确性。在高压试验中应用谐振设备具有显著优势，保证高压试验安全、稳定、准确的展开[1]。

2串联谐振装置的作用

在电力高压试验中使用谐振器件有突出优势，谐振器件具有多个优点，其重量轻，体积小，测试实际高压时方便。由于谐振设备便于搬运，质量轻，可轻松搬运运输，在高压试验中操作便捷。在实际测试中，只需要测试功耗部分，即可以保证高压测试稳定进行。应用谐振装置能够改善电压波形，获取正弦波的波形，保护被测物，避免被测物损坏或者被击穿。高压试验输入50Hz交流电，输入端电压为正弦波形，电流为非正弦波形，形成了谐波。高压试验输出端正弦波形为毛刺样，输出电流波形有谐波。在试验中应用谐振装置，可对电压波形进行修正，从而取得波形良好的正弦波形，减少谐振的影响。同时能够减少试验设备故障，在高压试验中应用谐振装置，试验中准确找到试验设备绝缘弱点，从而规避短路电流，预防故障的发生，提高试验安全性[2]。

3在电力高压试验中串联谐振装置的应用

3.1 气体绝缘开关

在电力高压试验的气体绝缘开关中使用串联谐振装置，在组装电力系统后采用单元形式整合设备。运输电力设备容易受到人为碰撞，造成气体绝缘开关松动脱落，通过试验观察开关的安全性，保证试验安全进行。串联谐振装置前先核对电压频率，按照规定高压试验工频应当在45～55Hz内。按照试验结果，若电压频率为35～75Hz，击穿电压可信度为95%。为保证可信度合理，在串联装置时，要将频率控制在35～75Hz。为提高试验安全性，需要提前进行无负载试验，观察谐振装置是否满足质量要求。试验人员需要检查气体绝缘开关，检查气体绝缘开关是否存在闪络、放电、绝缘性改变的问题。若不存在这一问题，代表气体绝缘开关安全，可进行试验。

3.2 电缆高压试验

电缆电网作为我国电力系统重要构成，一旦发生故障，将造成严重后果，威胁社会安全和稳定。为降低电网故障率，需要利用交流耐压试验，提高电缆稳定性。在高压试验中，串联谐振装置有重要作用，谐振频率约为30～300Hz。为保证电缆高压安全性和科学性，试验过程中需要注意：试验使用直流电场，电阻率随温度变化增大，要根据电阻率选择电场强度。在高压试验中，设备终端可能出现闪络现象，造成设备绝缘新能受到破坏，注意规避设备闪络问题。试验过程中要准确找到设备绝缘弱点。由于试验直流电压容易在电缆内部形成集中点，造成电缆附件出现闪络现象。试验过程中尽量规避暴露绝缘弱点和局部电场变强，可有效预防绝缘击穿事故。试验使用变频谐振设备，可控制电压容量，保证工频电压和交流电压保持等效。

3.3 交流耐压试验

在交流耐压试验时串联谐振装置，是为了提高发电机安全可靠性，保证电力系统电压稳定。进行交流耐压试验检测发电机绝缘情况，并根据检测结果制定发电机稳定运行方案。在试验期间，传统试验方法无法调节发电机电压和电流，会造成交流耐压试验设备故障，出现短路现象，严重时造成设备烧毁，带来经济损失。为解决铁芯烧毁事故，串联谐振装置，在试验设备铁芯气隙变换电感，让电压电流谐振，同时对电流电压波形进行调整，避免铁芯被烧毁。如长度为1000m的电力电缆，使用14kV交流试验电压，串联谐振装置，试验时间超过5min，在试验中串联谐振装置，要选择符合的频率，调整电抗器数量，调节变频控制器的电压，让工作频率和试验频率保证一致。试验电容为0.411uF，相比于励磁变压器，谐振设备电抗值更高。在试验中根据公式：1/C=1/（C1+C2）+1/Cx，其中C代表电路参数，C1+C2代表分压器电容，Cx代表试验电容。电缆容量和试验电容低于分压器电容，因此谐振回路电容要和试验电容保持一致。试验时，使用电抗器在1.2A试验电流下进行耐压试验5min，试验电缆被击穿或者出现闪络等问题，可判断电缆性能良好，达到使用标准。

4结束语

综上所述，串联谐振装置主要应用于氣体绝缘开关、电缆高压试验、交流耐压试验中，有助于优化电压波形，降低电力系统故障率，并有效提高高压试验安全性以及准确性，支持电力系统的稳定运行。未来还需要不断优化谐振装置性能，更好地服务于高压试验。

参考文献

[1] 范永红.变频串联谐振技术在电缆高压试验中的应用[J].大众标准化，2019（16）：7-8.

[2] 陈云志.串联谐振装置在电力高压试验中的应用[J].科学技术创新，2019（22）：192-193.

作者简介

郑炜（1994-），男，福建福清人;学历：本科，职称：助理工程师，现就职单位：福建省送变电工程有限公司，研究方向：电力系统。