变频串联谐振在变压器交流耐压试验中应用(期刊.10.30).docVIP

变频串联谐振在变压器交流耐压试验中的应用 林梅芬1 许晶2 （1福建水利电力职业技术学院，福建 永安 366000 2绍兴电力局 浙江 绍兴312000） 摘要：通过利用变频串联谐振对几个试验实例将其与的交流耐压试验方法在各个不同方面进行比较得出串联谐振耐压试验技术具有所需电源容量小试验设备体积小、等显著优点 对于串联回路，流过各元件的电流大小相等。当时，回路即处于串联谐振状态[3]，此时的频率称为谐振频率f 0，f 0＝ ，流过整个串联回路的电流最大[3]。。令，Q称为谐振回路的品质因数，则UCmax ＝QU。一般回路中的R 比较小，使得回路的品质因数Q很大。在大多数正常情况下，Q 值可达50左右[4]。 根据调节方式的不同，串联谐振装置分为工频串联谐振装置（带可调电抗器，或带固定电抗器和调谐用电容器组，工作频率50HZ）和变频串联谐振装置（带固定电抗器，工作频率一般10Hz～300Hz）两大类[4]。 本文采用变频串联谐振装置，其原理图如图2 所示，装置组成为：变频电源；励磁变；高压电抗器(Ⅰ组：每台额定电压55kV、额定电流1A、额定电感量200H，共4台；Ⅱ组：每台额定电压60kV、额定电流2.5A、额定电感量120H，共4台)；测量用分压器（电容量为1000pF)；高压补偿电容器若干等。图中CX即为被试品电容。 3应用实例 下面是根据浙江某电力局现有设备对变压器进行交流耐压试验的实例。 （1）一台220kV、180MVA的大型电力变压器，型号为SFS9-180000/220，出厂编号为002190，接线组别为YN，yn0d11，额定电压为220/117/37kV ，广州维奥伊林变压器厂2003年出厂（表中简称变压器1），其交接试验的绝缘试验数据如下表1： 根据GB50150-91，该变压器220kV绕组中性点出厂耐压为200kV，交接试验电压为170kV；110kV绕组中性点出厂耐压为95kV，交接试验电压为81kV；35kV绕组出厂耐压为85kV，交接试验电压为72kV。 该电力局现有最大试验变压器为：额定容量50kVA，额定电压100kV，额定电流0.5A。若用常规试验变压器法进行交流耐压试验，根据被试变压器绝缘试验数据中的电容量数据可知： 对220kV绕组中性点进行交流耐压： 试验电压为170kV, 大于试验变压器100kV的额定电压，不能满足试验的要求； 试验时高压侧电流IC高压＝ωCU＝314×13694×10-12×170×103＝0.73A，大于试验变压器0.5A的额定电流，不能满足试验的要求； ② 对110kV绕组中性点进行交流耐压： 试验电压为81kV，小于试验变压器100kV的额定电压，能满足试验的要求； 试验时高压侧电流IC中压＝ωCU＝314×23569×10-12×81×103＝0.60A，大于试验变压器0.5A的额定电流，不能满足试验的要求； ③ 对35kV绕组进行交流耐压： 试验电压为72kV，小于试验变压器100kV的额定电压，能满足试验的要求； 试验时电流IC低压＝ωCU＝314×25359×10-12×72×103＝0.57A，大于试验变压器0.5A的额定电流，不能满足试验的要求。 由此可见，该变压器高、中、低压三侧都无法用现有常规的试验变压器进行交流耐压试验。下面用变频串联谐振的方法对变压器进行交流耐压试验。（为使谐振频率接近工频，试验中将其控制在45Hz ～ 65Hz范围内） 对220kV绕组，由f0 ＝ ，必须满足45 65，即45 1 / 2 65，计算可得408HL851H，也就是说电抗器电感量应在此范围内。选用Ⅱ组电抗器4台串联，4台电抗器串联后，电压为60kV×4＝240kV，电流为2.5A，则： f0 ＝ 1 / 2＝ 1 / 2＝59.9Hz IL＝US/ωL＝170×103（×59.9×480）＝0.94A 估算值满足要求。 同理，对110kV绕组选用Ⅱ组电抗器3台串联，3台电抗器串联后，电压为60kV×3＝180kV，电流为2.5A，则： f0＝ 1 / 2＝ 1 / 2＝53.5Hz IL＝US/ωL＝81×103（×53.5×360）＝0.67A 估算值满足要求。 对35kV绕组选用Ⅱ组电抗器2台串联，2台电抗器串联后，电压为60kV×2＝120kV，电流为2.5A，则： f0＝ 1 / 2＝ 1 /2＝63.3Hz IL＝US/ωL＝72×103（×63.3×240）＝0.75A 估算值满足要求。 经以上分析计算，对该变压器进行交流耐压试验，实测数据如下表2： 所测数据均满足试验要求。（实测数据中，各绕组试验电流和试验谐振频率与估算值相比都偏小，是因为电抗器串联后，电抗器之间产生的互感引起的。） （2）一台110kV、50MV