摘要：电高压电气设备试验在电力系统中肩负着举足轻重的作用，它的试验的安全性保障了电力系统安全、稳定、持续和经济的运行着。其中交流耐压试验是高压电气试验中较为常见的试验方法，但这种试验对电源和设备的要求较高，串联谐振设备在其中的应用则大大降低了交流耐压试验的难度，使试验能够顺利进行。
关键词：高压试验；串联谐振装置；应用
前言：
本文主要针对串联谐振在高压电气设备试验中的应用进行了分析和探究，本文根据串联谐振基本概括和高压电气设备试验的重要性对串联谐振在高压电气设备试验中的应用进行了具体的分析。
一、串联谐振的基本概述
1.串联谐振装置的原理
装置组成是由变频串联谐振装置一般由变频电源、励磁变压器、试验电抗器、电容分压器构成。
变频电源原理图见下图1，主要包括整流器、逆变器和控制器三大部分，整流器主要作用是将系统输入电源380V交流电压转换为直流电压，储存于主回路的电容上；逆变器主要作用是将直流电压转换为频率、幅值可调节的交流电压；控制器相当于整个系统的神经中枢，用于协调各部分安全可靠的工作，包括整流器、逆变器工作的实现，试品电压的测量，系统参数的显示，外部输入指令的接收以及系统各种保护的实现。在系统中变频电源的主要作用是：为变频谐振试验系统的谐振回路提供幅值、频率可调节的电压，满足谐振回路的需要。
2.工作原理
变频串联谐振装置原理图见图2。380V工频交流电送入变频电源，经变频电源处理后，输出频率、幅值可调节的电压，输出电压送励磁变压器T的低压侧，经励磁变压器升压后送入由试验电抗器、电容分压器以及被试品构成的串联谐振回路，回路谐振频率f由试验电抗器电感L、试品电容、分压器电容和共同决定。在变频电源较小的输出电压下调节其输出频率，当输出频率等于谐振频率，串联谐振回路发生串联谐振，再调节变频电源输出电压使试品电压到达试验值。在回路谐振的条件下，试品电压为励磁变压器输出电压的Q倍，试品试验容量为励磁变压器输出容量的Q倍。
U：变频电源
T:励磁变压器
L:试验电抗器
CF:电容分压器其中C1为分压器高压臂、C2为分压器低压臂变频串联谐振回路等值
电路见图3
U:为励磁变压器高压绕组串并联后的输出电压，受变频电源控制可以由0到Umax（Umax为励磁变压器高压绕组串并联后的额定输出电压）连续变化，频率30到300Hz连续变化。
R：为串联谐振回路的等值电阻，包括励磁变压器等效到高压侧的内阻、高压电抗器内阻、试品内阻以及试验电晕损耗等值电阻等。
L：为串联谐振回路的等值电感，即励磁变压器等效到高压侧的漏电感、谐振电抗器电感之和。实际试验中，励磁变压器漏电感相对谐振电抗器电感较小，可忽略。
C：为串联谐振回路的负载电容与分压器电容之和。
二、电力高压试验中串联谐振装置的应用作用和具体应用
1.电力高压试验中串联谐振装置的应用作用
串联谐振装置之所以得到了广泛应用，正是其自身有着诸多优势。在电力高压试验当中的串联谐振装置应用，由于其自身的重量比较轻，以及在体积方面也相对比较小，这样就为实际的高压试验提供了诸多便利。在实际的试验中，串联谐振装置只需要提供电力试验时功耗部分即可，这对高压试验的可行性就能得到有效保障。串联谐振装置的应用对输出电压波形也能有效改善，从而就能获得正弦波形，能有效避免了被实验品伤害以及击穿的问题出现。在对串联谐振装置的应用下对故障的发生能有效避免。
电力高压试验当中运用串联谐振装置，有着比较高的稳定安全性。系统是通过进口元件作为功率变换的核心，电压输出以及频率的输出相对比较稳定。在自动调谐功能方面也比较强大，并支持多种试验模式，系统的人机交互界面也比较友好，保护功能比较完善等。这些优势的发挥就能保障电力高压试验的安全稳定顺利进行，为电力系统的安全提供保障。
2.电力高压试验中串联谐振装置的具体应用
将串联谐振装置应用在电力高压试验的各个阶段，就能保障各环节的电力运行质量。例如：将串联谐振装置在电缆试验中进行应用，能发现温度对电阻率有着很大影响。实际运用中就要在温度控制的环节加强重视。电缆内部直流电压受到诸多因素的影响也比较突出，这样就比较容易集起空间电荷，造成电缆绝缘山路问题出现，造成局部的电压增强，绝缘体在试验的时候就比较容易击穿。直流耐压试验的过程中，对击穿的问题要做好充分的准备工作，将串联谐振装置应用其中，就能对这一问题的有效避免。由于装置的体积相对比较小，在灵活度上比较高，所以电缆试验中的应用就比较突出。
串联谐振装置在发电机交流耐高压试验的应用中，在发电机定子绕组对地电容量达到了一定程度时，试验设备的容量也会随之而增加。通过常规试验设备，就比较笨重，使用起来也会造成诸多不便。而对常规大容量试验设备的应用，在发电机定子绕组的绝缘击穿的时候，故障点就会出现短路，电流也会进一步增大，很容易出现烧毁铁芯的问题出现，这样就必然会造成很大的经济损失。而在串联谐振的装置应用下，就能有效优化试验的工艺流程，通过调节铁芯气隙，这样就能改变电感达到工频谐振的目的，在试验的安全性上也能有效保障。
将串联谐振装置在GIS设备当中加以应用也比较重要。工厂整体组装后以及分单元进行调整试验，在试验达标后分单元运输方式运往现场安装。运输中比较容易对GIS设备元件造成损坏，实际安装中也比较容易出现质量问题。对GIS设备进行现场的耐压试验是比较重要的，主要就含有交流电压以及震荡操作等方法。在进行了耐压试验之后，就能有效避免安全事故出现。我国在当前通过调频式串联谐振耐压试验装置的应用是比较多的，在试验的效果上也能良好呈现。
结束语：
综上所述，本文主要针对串联谐振在高压电气设备试验中的应用进行了分析，高压电力设备试验是电力设备投入运行各个阶段必须要进行的试验，其危险性较高，同时对于电力设备的运行又具有极其重要的作用。
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论文作者:吴红梅,张毅斌,李红喜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/12
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