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变频串联谐振试验装置的应用点击次数:716 发布时间:2013-07-04

随着工作内容的变化和扩大,串联谐振系统作为新的技术装备进入现在的工作中。以前接触zui多的就是电压等级为10kV的变电所,小容量的交流耐压设备基本满足要求,但是现在要从事110kV变电站的调试工作,里面都是大容量、高电压的电气设备,还有就是10kV及以上中、高压电缆现在也要求采用交流耐压,这样以前的交流耐压设备已经远远达不到要求,不能满足工作需要,因此采用串联谐振系统进行交流耐压试验是必然的。本文结合110kV变电站的实际应用对串联谐振系统的应用进行介绍。

变电站110KV系统的试验采用变频串联谐振试验装置,整套设备包括调频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容分压器、补偿电容及其他一些配件和配线。电抗器的选用根据被试品的电压及其电容量而定,可以并联也可以串联进行试验。

在110kV变电站中有多个地方必须用到串联谐振系统,包括对变压器、外线断路器和电流互感器、110kV电缆、GIS组合电器等,在不同的电气设备上进行试验也遇到不同的问题。

首先是变电站变压器交流耐压,变电站的63000kVA的变压器,高压侧运行电压为110kV,低压侧运行电压为10。5kV,由于高压侧耐压要将中性点和高压抽头一起耐压,所以结合变压器出厂试验报告和厂家要求,变压器的高压侧耐压为112kV,低压侧耐压为35kV。串谐设备电抗器的参数是:电感量130H,额定电压27kV,额定电流1A,所以选择使用5个电抗器进行耐压。按照技术要求把各个组件放置好,连接配线,这个过程必须注意各个组件之间的距离,在有限的空间内合理安排调频电源、励磁变压器、高压电抗器、电容分压器等,放置电抗器保证它对地之间的有效距离,这些工作必须做好才能耐压。其次是配线连接必须正确,励磁变压器之间的连线必须拉紧、绷直,夹子朝上,不能让线耷拉在壳体上,电抗器之间的连线打成环,不能让线贴住电抗器外壳,调频电源、励磁变压器、高压电抗器都要用材质良好的接地线可靠接地,这些都是保证顺利耐压的前提工作。刚开始试验接的是励磁变压器输入端400V的抽头,输出端接3500V抽头,从分压器上端用细铁线连到变压器高压抽头上,检查完接线就开始试验,设置好试验电压和试验时间按自动调谐键寻找谐振点,按自动升压键系统自动升压,因为手动升压快慢不好掌握,升的快了对试品不好。升压到40000V的时候,励磁变压器发出“嗡嗡”的声响,紧接着调频电源就产生保护,电压立刻降下来,必须关闭电源复位。判断是输出电压选的低了,所以把线改接到12000V的抽头上再试,这一次升到40000多,励磁变压器又有声音,同时注意到输入电压已经升到380多伏,接近400V了,所以马上断掉电源把输入电源改到450V的抽头上,输出仍然用12000V,接通电源按自动调谐键,找到谐振点为77。8Hz,然后自动升压,升到112kV后开始1分钟,完了自动降压回零,这样高压侧耐压就算完成。接下来就是低压侧耐压,由于只耐35kV,所以只用两个电抗器就可以,这个顺利完成。

在整个耐压过程中,必须注意从均压环到变压器触头的连线,由于刚开始时用的细铁线(日常耐压都用这个,绑扎比较方便),当升压比较高时,铁线在空中抖的厉害,所以要求两头都必须固定好,要是滑落下来就很危险。另外这根连线必须要和变压器外壳保持一定的安全距离,1.5m算是安全距离,如果处理不好就会发生高压闪断,无法正常试验。经过*台变压器的试验,做第二台的时候直接选择合适的电压抽头,然后把均压环到变压器触头的连线换成设备的专用配线,这一次由于把*次遇到的问题都注意到了,所以做得比较顺利。

其次是对外线的一个SF6断路器和电流互感器进行耐压,按照要求耐压试验为184kV,所以要用到8个电抗器,把电流互感器二次短接以后,将断路器和互感器连在一起耐压。按照步骤把各个组件依次摆放好,然后连线,这次要用8个电抗器,所以用3个电抗器底座分别支撑,组件连接完毕后开始耐压,还是选择自动调谐和自动升压,当电压升到116kV时,组件上发出一个很大的声响,调频电源显示“高压闪烁”,这个保护表明升压过程中高压有放电闪烁现象。现在就存在一个问题,到底是试品的绝缘程度不高而被击穿还是实验设备组件之间的距离不够发生闪断,把试品通过高压的地方仔细检查了一遍,没发现有什么异常,认为一般像这种高压产品存在绝缘不好情况的可能性比较小,何况刚升到比运行电压高一点。检查后重新再试,当升到110多KV的时候,同样的现象产生了,声音是从第三组电抗器上发出的,并伴有极短暂的弧光,这种情况就切断所有电源,仔细检查这一组电抗器,没有焦味、没有黑点、温度也正常。由于现场的高压连线从励磁变压器出来经过一个个电抗器串接起来的,而8个电抗器按照2、3、3顺序排列,到这个第三组电抗器已经经过了5个电抗器,电压已经很高了,而现场地面是泥土地面,而且是雨过天晴后不久,地面有点潮,因此认为问题可能就出在这里,是绝缘距离不够引起的。这样考虑之后用一块1m2的绝缘板垫在这组电抗器的下面,经过这样调整后重新试验,这一次直接升到试验电压,没有问题,接下来把其他试品也这样耐压,顺利完成。

再次就是三根110kV高压电缆的试验,电缆截面为630mm2 ,长度均为230m左右,按照规范要求电缆耐压为2U0 ,即128kV,时间为1小时。根据电缆厂家提供的数据及其建议,选用8个电抗器进行耐压,把设备组件连接完后开始试验,随着电压的升高,高压电流升的很大,超过了1A,因为设备的电抗器额定电压只有1A,在电压升到试验电压后,高压电流达到1。3A,这样完成了一根电缆耐压,此时电抗器已经发热,只能等凉下来继续别的电缆,由于工期和其他因素的影响,这样勉强完成所有电缆的耐压,但是耐压过程超过了设备的额定电流,这种做法是坚决杜绝的。

zui后是对GIS组合电器的耐压试验,按照要求组合电器的母线耐压试验为184kV,即出厂实验的80%。把进线断路器和出现断路器都合上,把设备的高压引线连接到进线的接线套管上进行耐压,对A、B、C三相的相间和相对地分别耐压,总共进行三次,由于把以前发生过的问题都注意到了,所以这项耐压工作得以顺利完成。

根据在110kV变电站现场应用所遇到的问题,现把使用串联谐振的一些注意事项归纳为以下几点:
(1)由于使用变频串联谐振试验装置耐压的设备试验电压等级都比较高,所以在耐压过程中,设备组件之间的距离和高压引线与试品外壳之间的距离都得掌握好,组件间的连线必须正确、整齐,避免发生闪断现象,影响耐压全过程;
(2)做此项试验zui好选择天气晴朗的时候进行,空气湿度过大时对使用串谐装置进行交流耐压试验副面影响较大,安全距离不好掌握,不确定因素会增多;
(3)必须保证串谐装置在其额定电压和额定电流下工作,调频电源上显示的高压电流不得超过电抗器的额定电流,输出电压不得超过励磁变压器上接线抽头的标定电压,以免对设备造成损坏。

经过以上对变频串联谐振试验装置在不同电气设备上的应用问题进行介绍和总结,希望我们能熟练地掌握这种新设备的性能使用方法,正确、合理的应用于以后的工作中。

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