串谐可调耐压装置在电站定子耐压试验中的应用

2022-07-21高云聚

设备管理与维修 2022年12期

高云聚

（中国水利水电第七工程局机电安装分局，四川眉山 620860）

0 引言

果多水电开发单位为华能澜沧江水电有限公司，设计单位为中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，水轮发电机组为哈尔滨电机厂有限责任公司制造，机组出口电压为10.5 kV，由升压变压器，将机组电压升压为110 kV 及220 kV 接入西藏昌都地区电网，主变压器由天威云南变压器股份有限公司和西安西电变压器有限责任公司制造。220 kV GIS 设备为新东北电气（集团）高压开关有限公司制造，110 kV 为山东泰开高压开关有限公司制造。

1 水轮发电机组概况

果多电站水轮发电机组由由哈尔滨电机厂有限责任公司制造，单机容量40 MW，发电机定子的铁芯叠片、线棒下线等组装，全部在现场组装完成。组装工艺由厂家现场指导完成，试验依据参照GB/T 8564—2003《水轮发电机组安装技术规范》和GB 50150—2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》。

2 串联谐振试验原理

在R—L—C 串联电路（图1）中：UC=I/ωC，UL=I×ωL，UR=I×R，U=UC+UL+UR；L 为纯感性负载，纯电感负载的电流滞后电压90°；C 为纯容性负载，纯电容负载的电流超前电压90°，因此容性无功功率可以抵消感性无功功率。当电路发生谐振时，此时的容抗（XC）与感抗（XL）相等，即：XC=XL，1/ωC=ωL，ω=，f 为谐振频率，此时电路中的阻抗Z=，电路中的总阻抗最小，由I=U/R 可知，此时电路中电流最大。

图1 R—L—C 电路

3 设备参数的估算

3.1 发电机名牌参数

额定容量：47.06 MW，额定频率：50 Hz，额定电压：10 500 V，额定电流：2587.6 A，相数：3，额定转速：187.5 r/min。

3.2 定子绕组的电容量计算：

根据上面发电机的铭牌参数可知：发电机额定容量Se=47 060 kVA，发电机额定电压Ue=10 500 V，发电机额定转速ne=187.5 r/min，算出定子绕组电容量Cx。

计算可得，Cx=0.55 μF

3.3 工频耐压试验变压器的容量计算

根据标准要求，定子下层线棒的试验电压Us=28 000 V，根据耐压等级，计算试验变压器高压侧的电流：

计算可得，I=4.8 A。

计算试验变压器的容量：

计算可得，S=13.5 kVA。

3.4 试验设备选型

激励变压器，容量：18 kVA，输入电压：400 V，输出电压：3 kV，输入电流：45 A，输出电流：6 A，工作频率：50 Hz。

可调电抗器，容量：180 kVA，额定电压：30 kV，额定电流：6 A，可调间隙：0～320 mm，电感量：12～30 H，工作频率：50 Hz。

控制台，容量：18 kVA，输入电压：380 V，输出电压：0～400 V，输入电流：45 A，输出电流：45 A。

电容分压器，额定电压：30 kV，电容量：3000 pF，工作频率：50 Hz。

补偿电容器，额定电压：30 kV，电容量：0.3 μF，工作频率：50 Hz。

4 试验接线及耐压

试验接线如图2 所示。其中，T1为激励变压器；L 为可调电抗器；Ca为电容分压器；Cx为试品。

根据厂家要求，首先要做的是下层线棒的槽电位试验，将下层的所有线棒并联在一起，试验电压为6.3 kV，按图2 接线后，开始升压。第一次升压时，发现电压升不上去，断电检查接线，接线正确，初步怀疑变压器容量不够，由于计算变压器容量是按定子单相计算得出，而下层整体线棒多于单相的线棒，所以断定容量不够。解决方法是在原接线基础上并联补偿电容（图3）。