电力高压试验中串联谐振装置的作用

陈佳

摘要：电力高压试验中，为确保电力系统运输速度和使用效率，需要借助高压试验对电力系统运行稳定性、安全性进行测试。测试中串联谐振装置发挥着重要作用，确保测试试验有效开展。能够有效提升试验操作灵活性，对输出波形进行合理调整，为电力系统的安全运行提供技术辅助。

关键词：高压试验;串联谐振装置;作用

引言

在电力高压试验中设备绝缘性能检测是常用方式，设备绝缘性能将对电力系统运行的稳定性产生直接影响。本文以电力高压试验中串联谐振装置的作用为题目展开讨论，首先简述串联谐振装置结构和应用原理，然后结合试验项目分析串联谐振装置应用作用。

1串联谐振装置结构和应用原理

1.1装置结构

串联谐振装置指的是通过控制装置、励磁变压装置、电容分压装置、电抗装置组成。按照串联谐振，通过励磁装置产生谐振回路，对变频装置输出情况加以改变，构建回路感应和试验品间串联谐振，将所产生谐振电压作用至试验品。近些年来，在化工、石油、电力等诸多领域均应用到该装置。串联谐振装置可应用于容量、电压较高交接和预防测试工程中。在电压层面可应用于10kV、110kV、220kV、500kV项目中，并且在大型变压设置、发电机组耐压测试、接地电阻、变压感应项目中也得到广泛的应用，试验结果也较为稳定。

1.2应用原理

串联谐振装置应用于实际试验中是通过电容融合和电抗电感双重作用下，实现串联谐振目的。通过串联谐振在试验品中获得高压电流，将电流输入至测试装置，获取试验装置绝缘效果数据参数。现阶段，国内技术不断优化，可以直接通过串联谐振装置调节功率通道，实现谐振装置与测试设备组件电容谐振融合，从而获得测试电压。设计设计环节包括多项分支特性设计，从而最大户对低电流、高电压适应。串联谐振装置运行形成回路表现为：

其中Uc表示承受电压;U表示励磁电压;X表示容抗;Xl表示回路感抗。

2电力高压试验中串联谐振装置的作用

2.1实现试验便利性

现阶段，串联谐振装置的应用逐渐成熟，自身具有多种优点。相比于其他装置串联谐振装置重量较轻，体积小，占用空间也较小，因此应用在试验中具有便利性。另外，实际试验中，串联谐振装置只负责试验中功耗模块，可有效提高试验可靠性。串联谐振装置开发以及优化调整与计算机相同，为持续改良状态，主要对外观和性能加以改善。现阶段，相比于传统同类型的常规设备，串联谐振装置体积小，重量减轻，在试验中消耗电力也较小，因此有效降低试验中的能量损耗，提高试验操作质量和效率。例如，在电缆测试中，将串联谐振装置应用其中，因为温度变化将对电阻率产生影响。所以，实际作业时，相关人员需要对温度加以控制，确保项目运行稳定性和可行性。电缆中直流电压受空间电荷因素影响，导致附件出现绝缘闪络问题，进而造成局部电压瞬时增加，对绝缘试验准确性造成影响。最后，直接耐压测试中，电缆运行难以出现异常情况，造成电缆受损，无法正常运行，但如果在试验中设置串联谐振装置便能够有效避免相同问题发生[1]。并且，恰好因为串联谐振装置的体积比较小，因此应用更加灵活，在项目中应用更加广泛。在容量较大试验项目中，当绝缘子击穿，相应位置将发生短路情况，流通电流值随之增加，烧毁铁芯，增加风险值。

2.2对于输出压力波形加以改善

串联谐振装置可以对输出压力波形加以优化，产生正弦波形，避免试验受损或者被击穿，最大程度降低故障发生概率。串联谐振装置电流波形是谐振式，因为波形优势，能够对波形加以有效改善[2]。例如，GIS设备中应用串联谐振装置，该装置为气体绝缘开关装置，能够在产品运输到指定位置后进行组装应用。在实际的运输中，因为部分固件和构件很容易受外力作用而出现位移、松动等情况。此类问题的发生不仅对运输效率产生影响，同时将增加经济损失。但是在设备运输到场后，通过串联谐振装置对电场结构进行检测，提供准确的检测结果，从而有效降低故障发生概率。所以，对串联谐振装置加以合理应用，能够对压力波形加以动态检测，对现场具体情况加以全面掌握。

2.3确保试验稳定性

在电力高压项目中应用串联谐振装置具有可靠性和稳定性。系统运行均是通过进口组件进行功率转换，频率和电压比较稳定，具有良好的自动调谐作用，保护功能较为完善，可有效提升试验稳定性，确保供电系统安全、稳定运行。在电力高压项目中应用串联谐振装置，可对项目运行中电力设备运行情况以及系统绝缘效果加以全面检测。传统试验中，多因为检测覆盖较小而无法对供电系统中存在的问题加以及时发现，最终出现漏电故障，引发短路故障。当供电系统出现短路故障，将导致电力设备出现过载情况，如果继电保护无法做出相应反应，则将导致设备损伤、烧伤甚至爆炸。例如，在交流耐压试验中，为确保发电机稳定运行，电压稳定，需要通过交流耐压试验对发电机的绝缘情况进行检测，按照检测结果科学制定运行方案。试验时，采用传统方式无法对发电机电流和电压进行有效调节，出现设备故障，甚至短路烧毁设备。为避免铁芯烧毁，通过串联谐振装置，试验时铁芯气隙变换电感，电流电压谐振，调整电流电压的波形，以免铁芯烧毁。例如电力电缆的长度为1000m，通入14kV的交流电压进行试验，合理选择频率，对电抗器的数量进行调整，并对变频控制器电压进行调整，是试验频率和工作频率保持一致。电容0.411μF，对比励磁变压器，串联谐振装置的电抗值更高。试验按照公式：1/C=1/Cx+1/（C1+C2）[3]，其中，C表示为电路参数，C1+C2表示为分压器电容，Cx表示为试验电容。试验电容和电缆容量均小于分压器的电容，所以谐振回路的电容应当与试验电容一致。在試验中，借助电抗器在1.2A电流环境中开展耐压试验，时间为5min，如果出现闪络或者被击穿情况，则表明电缆的性能良好。

总结

综上，串联谐振装置主要应用在交流耐压、电缆高压、气体开关等试验中，能够对电压波形加以优化，最大程度降低供电系统电力故障发生概率，提升高压试验准确性、安全性、可靠性，为电力系统安全运行提供技术保障。在未来的电力系统建设中需要对串联谐振装置加以优化应用，为高压试验提供更高质量的服务。

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）：11-12.

[2]朱秦川，吴经锋，张璐，等.GIS现场耐压试验方法及装置参数研究[J].电网与清洁能源，2017（10）：89-93.

[3]耿海龙.变频串联谐振设备在发电机交流耐压试验中的应用[J].中国高新区，2018（02）：145.