變頻串聯諧振裝置使用中的問題

更新時間：2019-04-04

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變頻串聯諧振裝置在生產實際應用中，常會碰到試驗回路的品質因數低、諧振頻率低、試驗回路電流大等問題，應引起廣大試驗人員的注意，并應采取相應的措施，保證交流耐壓試驗的順利進行。

1.試驗回路的品質因數

試驗回路的Q值主要是由電抗器的特性決定的。在實際工作中發現，10kV變頻諧振試驗裝置在實際使用中的Q值往往比廠家提供的Q值大。而35kV及以上電壓等級的變頻諧振試驗裝置在實際使用中的Q值往往會比廠家提供的Q值小，天氣惡劣時會小很多，隨著試驗時間的增加Q值呈下降趨勢。從而導致按照廠家提供的Q值選擇的電源容量達不到現場試驗的要求，嚴重的是電壓達不到試驗所要求的耐壓值。通過分析，不難發現，在參數計算中，試品的電容量、回路的電感量都是定值，但其中的Q值由于現場的干擾、接線布置、天氣影響、電抗器特性、擺放位置等各種不定因素的不同而發生改變。

10kV電纜系統試驗多在開關柜、環網箱處進行，高壓引線不長，引線對Q值的影響大大降低；由于開關柜的間隔緊湊，空間小，使用高質量的粗絕緣線，因此損耗下降，Q值比廠家提供的數值要高。對于35kV及以上電壓等級的變頻諧振試驗裝置在實際使用中的Q值往往會廠家提供的Q值小的情況，分析如下：

1）高壓引線的影響

單項電氣設備進行交流耐壓試驗時，由于試品電容量小，高壓引線對試驗的影響不大。戶外配電裝置整體進行交流耐壓試驗時，設備的安裝高度隨電壓等級增加，電壓等級越高，高壓引線越長。一般高壓引線較長，電暈損耗增強，回路中等效電阻增大。它形成的雜散電容并聯在被測電容上，回路諧振頻率下降，使得Q值下降；同時周圍電磁場的干擾也增大，使得Q值下降。因此，在進行高電壓等級電氣設備交流耐壓試驗時，盡量采用波紋管高壓引線。

2）天氣的影響

①濕度高的情況下，引線電暈損耗大大增加，同時周圍電磁場的干擾也增大，使得Q值下降。

②溫度高的情況下，回路等效電阻大大增加，使得Q值下降。

3）試驗時間的影響

隨著試驗時間的延長，設備受熱，等效電阻增大，Q值也呈下降趨勢。在大暑天這種現象十分顯著。往往設備需要休息30分鐘才能繼續使用。

4）電抗器的影響

電抗器一般要求是無損耗電抗器，若是工藝不佳，往往損耗較大。另外，電抗器放置在鐵板等金屬部件上時，形成了渦流損耗，等效電阻增大。

5）高電壓試驗頻率不選*諧振點對Q值的影響

在應用中，發現當電壓升到接近試驗電壓時，電壓上升速度太快并伴有較大的電壓波動，甚至能導致電壓保護動作，使試驗必須重新開始，這對設備安全是不利的。但如果電壓保護值設定過大，就不能很好的起到保護被試設備免受過電壓的作用。因此，一般在2％試驗電壓下調到*諧振頻率，之后在不超過40％試驗電壓情況下再調整一下頻率，且稍稍偏小一點，避免出現上述現象。

綜上所述，在進行交流耐壓試驗時除了依靠電抗器良好的性能外，還要采取各種好的均壓措施和合理的選擇導線、合理的布置試驗現場、合理安排時間等盡量提高Q值，并且采取散熱等措施減少設備受熱對Q值的影響。另外，在廠家提供的Q值的基礎上配合現場接線布置情況適當修正，放大裕度(如高壓引線較長就適當下降Q值)，所計算下的電源容量就可以滿足試驗所需的要求。

2.試驗回路諧振頻率

在進行電容量比較小的電氣設備的交流耐壓試驗時，如110kV變壓器的中性點交流耐壓試驗，要求的頻率為45-65Hz。如采用單臺電抗器的組合進行交流耐壓試驗，往往頻率達不到試驗的要求或者不能發生諧振。因此可以并聯外接耦合電容器，增大試驗回路電容，降低頻率，從而使諧振頻率達到試驗的要求。而在進行雙母線雙分段接線的GIS母線電壓互感器的交流耐壓試驗時，要求的頻率要大于100Hz。由于母線很長，電容量大，有時諧振頻率達不到試驗要求。因此可以采取電抗器的不同組合方式，降低試驗回路的電抗，增大頻率，從而使諧振頻率達到試驗的要求。

3.試驗回路電流大

在進行電容量很大的電氣設備的交流耐壓試驗時，如高電壓、長距離的交聯聚乙烯電纜，試驗回路的電流很大，超過電抗器的額定電流。而且由于試驗的時間很長，電抗器發熱非常嚴重。為了滿足試驗的要求，可以將三臺電抗器并聯使用。這樣，一方面可以滿足試驗的要求，另一方面也可以降低每臺電抗器的試驗電流，不會造成電抗器發熱嚴重。

4.小結

變頻串聯諧振裝置在交流耐壓試驗應用中經常碰到品質因數低、諧振頻率太高或太低、試驗回路電流大等問題。分析了產生問題的原因，并提出了相應的解決辦法。