（大唐石泉水力发电厂，陕西 石泉 725200）
摘要：交流耐压试验是检验电气设备绝缘强度最有效的途径，设备在正常运行中要承受工作电压、雷电过电压及操作过电压等，因此电气设备投运前进行交流耐压是非常必要的。
关键词：交流耐压 串联谐振 串并联电感补偿
引言：随着经济的发展及电网电压等级的提高，一些大型设备交流耐压试验时试验电压高、电容电流大，如果采用工频耐压，所需要的设备体积庞大笨重不易搬运，且容量很难满足实际需求，采用便携式串联谐振装置便可以轻松解决这些问题。
一、变频串联谐振试验原理
1.串联谐振设备的组成
串联谐振电源操作箱、励磁变压器、电抗器、电容分压器及附件等组成[ 引用自《高压设备》电气试验技能培训教程。]。
2.串联谐振试验基本原理
变频串联谐振是通过改变试验频率或电感大小而使回路中的感抗与被试品的容抗相等，此时电路阻抗最小，呈纯电阻性，回路发生谐振，从而获得试验所需的高电压。
图1 串联谐振原理接线图
图2 串联谐振简化电路图
简化原理图如图2所示，当回路发生谐振时，为纯电阻性，即 ，系统频率f= ， I= (R为回路的等效电阻)，试品上的电压等于电抗器输出的电压，即Uc= UL=IXL = XL =QU，Q=,上式中Q为电抗器的品质因数，品质因数一般可达几十甚至更高。
由公式Uc=QU可以看出,发生谐振时产生远高于励磁变压器高压侧的电压，这就最大程度降低了励磁变压器的容量及额定输出电压。但在大容量设备试验时，经常会有其电容电流比试验仪器的额定电流大的情况，此时电抗器以及励磁变压器的电流均不能满足要求，因此一般采用并联电感补偿法来解决这个问题。
3、以某厂110kV电缆交流耐压为例，说明串联补偿和并联补偿在实际中的应用。
3.1设备参数
电抗器型号：CHX(Jf)-33.4kVA/44kV，单节电感量：189H
励磁变：CQSB(J)-5kVA/6.5，13kV/0.5
0.77:0.38/10A，6.5：13/0.5kV
变频电源：FKVF-15kW/380V，频率范围： 30~300Hz
电容分压器：TRF280-0.0005，额定电压：280kV，497pF/498pF/0.498uF
电缆型号：ZR-YJW03-60/110kV 800,长度300m，电容量约为0.052uF
3.2 试验方法及计算过程
根据《Q/CDT 107 001-2005电力设备交接和预防性试验规程》，110kV电缆预防性试验电压为1.36U0 ，故试验电压为86kV，5min，1-300Hz。
3.2.1 电抗器串联补偿时
3.2.1.1已知电抗器三串时，电感量为567H（忽略电抗器之间的互感）；由设备参数可以看出，电容分压器的电容远小于被试品的电容，故在本文计算时忽略电容分压器的电容。原理如上图2：
当回路发生谐振时，根据f =
=
=29.3Hz（不符合变频电源频率范围）
试品电流I=UwC=86××2×3.14×29.3×0.052×=0.83A
而电抗器承受最大电流为IL==0.76A，励磁变压器承受的最大电流为0.77A，根据计算结果来看被试品的电流和频率均不能满足试验要求。
3.2.1.2当电抗器两串时，电压为88kV，电流为1.008A，频率为35.9Hz，故励磁变压器和电抗器电流都不能满足试验要求。
3.2.2 电抗器串并联补偿时
图3
上图3所示为并联补偿原理图，当串联补偿时试验仪器参数不能满足要求时，采用电感串并联电路进行补偿，来解决现场试验的难题。具体操作为：用电感L2对试品Cx补偿，补偿后总负荷仍为容性，再与电感L1形成串联回路，此时 I试=IL1 + IL2，也就是并联补偿回路（L2）在不改变输出电压的条件下，起到分流的作用，这样就减小了励磁变的输出电流，从而解决了励磁变压器容量不足以及电抗器额定电流偏小的问题。
下面计算过程进行具体的分析：
将试验仪器参数代入上式得：
1、当电抗器两串、两串并补：最大电压88kV，频率48.9Hz，IL1为0.486A。
2、当电抗器三串、三串并补：最大电压136kV，频率40Hz，IL1为0.562A。
励磁变并联接线方式最大电流0.77A ,电抗器承受最大电流为IL==0.76A，故满足电压、电流要求。
二、结束语
本文通过以上两种方案比较可以看出，第二种方案充分说明了在串并联补偿回路中L2 的分流作用，在试验设备容量不足时，并联一组电抗器，便轻松解决了现场试验的难题。
三、引用文献
1、 于世超，李振筱.浅谈串并联混合谐振在长距离电缆耐压试验工程中的应用?[J ].中国高新技术企业，2016（36）.
2、李建明，朱康.高压电气设备试验方法?[M ].中国电力出版社，2004.
3、马永祥，张永宜.高电压技术?[M ]。北京大学出版社.
论文作者:东青青
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
标签：谐振论文; 电压论文; 电抗器论文; 电流论文; 耐压论文; 回路论文; 串并联论文; 《科技新时代》2019年9期论文;