变频串联谐振在变压器交流耐压试验中的应用(期刊.10.30).doc

收稿日期:2009-10-01,修回日期:2009-10-30
作者简介：林梅芬（1975-），女，讲师，工程硕士，从事电力系统的教学、研究工作。
Email:[e-mail]：0598-3869991。
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大中型变压器进行交流耐压试验实例将其与常规的交流耐压试验方法在各个不同方面进行比较，得出变频串联谐振耐压试验技术可以完成常规试验变压器不能解决的试验，具有所需电源容量小、试验设备体积小、不会对试验品造成损伤等显著优点。
关键词：变频；串联谐振；大中型变压器；耐压试验；容量
中图分类号：TM406文献标志码：A
1引言
在电力系统交接预防性试验中,交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度的最严格、最有效和最直接的试验方法之一,它对判断电力设备能否继续运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平,避免发生绝缘事故的重要手段[1]。交流耐压试验虽对发现绝缘缺陷有效，但受试验条件限制,要进行35kV及8000kVA以上变压器耐压试验,由于电容电流较大,要求高电压试验变压器的额定电流须在l00mA以上，目前这样的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍[2]，经常是试验电压达到要求了，试验电流又不能满足要求，且试验变压器容量要求非常大,试验设备笨重，不便搬运，给现场试验带来了困难。如果能创造条件对高电压、大容量电力变压器进行交流耐压试验，对保证变压器安全运行是有很大意义的[2]。本文介绍的变频串联谐振法即可实现利用电压及容量小得多的设备产生所需的试验电压，满足试验要求。
2原理
在图1所示的串联谐振基本原理图中，串联回路电流：

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f0，f0＝，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