摘要：随着电力改革的不断深入，近年来我国电力领域实现了较为长足的进步，串联谐振装置的广泛应用便属于这种进步的直观展现，相关研究的大量涌现也能够证明这一认知，基于此，本文简单分析了串联谐振原理及装置，并详细论述了串联谐振在高压电气设备试验中的具体应用，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词：串联谐振装置；高压电气设备；电容式电压互感器
前言：相较于交流耐压试验，基于串联谐振的高压电气设备试验具备难度较低、对电源和设备要求较低等特点，这就使得近年来串联谐振在我国高压电气设备试验中的应用日渐广泛化，而为了最大化发挥串联谐振效用、推动我国电力领域发展，正是本文围绕串联谐振在高压电气设备试验中应用开展具体研究的原因所在。
1.串联谐振原理及装置
1.1串联谐振基本原理
利用R-L-C串联电路产生谐振，可实现电源电压与电流相位相同，并产生无功电压相同、相位相反的效果，整个电路将由此呈现阻性，其中，电阻的大小将直接影响谐振电流大小，电路参数L和C则负责谐振频率的调节，由此即可通过参数调节实现串联谐振，使用较低输入电压在试品上产生较高的试验电压、降低对试验装置和试验电源的容量要求也将由此实现[1]。
1.2典型的串联谐振装置构成
串联谐振在高压电气设备试验中的应用必须得到串联谐振装置的支持，这类装置一般由电容器和电抗器组成，其中电容器产生电容（C），而电抗器产生电感（L），由此即可通过调节L、C的数值实现电路固定频率与外加电源信号频率的一致，电路谐振也将由此产生。在谐振发生时，电容和电感将获得最大的电压值，由此开展试验自然能够满足高压电气设备需要。具体来说，高压分压器、高压电抗器、励磁变压器、变频调压电源属于串联谐振设备的具体构成，其中高压分压器负责测量试验电压和保护信号，高压电抗器属于产生谐振的重要工具，励磁变压器负责将变频电源中输出电压升高为满足高压电气设备试验要求电压，而变频调压电源则负责提供可调节幅值、频率的电压，并具备过流保护、放电保护、过压保护等多种保护功能，由此实现电源频率与系统频率的一致化，即可通过串联谐振满足试验需要。
2.串联谐振在高压电气设备试验中的具体应用
2.1工频串联调谐装置
为提升研究的实践价值，本文选择了在业界应用较为广泛的工频串联调谐装置作为研究对象，该装置由标准器、谐振升压装置、负载箱、校验仪组成，调感型串联谐振技术属于装置的核心，因此工频串联调谐装置具备所需电源容量较小、设备重量和体积较小、可改善输出电压波形、可防止大的短路电流烧伤故障点、不会出现任何恢复过电压等优势。其中，工频串联调谐装置的标准器可按照不同电压等级细分，谐振升压装置采用层叠式谐振升压器负责升压，负载箱型号为FY86-1，校验仪选择了HEW99全功能互感器校验仪。
2.2具体应用
2.2.1 110kV电容式电压互感器检验
在应用工频串联调谐装置进行的110kV电容式电压互感器检验中，选择了日新电机（无锡）有限公司生产的WVB110-20H型号的110kV电容式电压互感器，其总电容量为20035pF，电压比为110/
：0.1/
：0.1
：0kV，准确级为0.2、容量为150VA（1a-1n），准确级为0.5、容量为200VA（2a-2n），结合业界标准，需要对该型号的110kV电容式电压互感器分别施加80%、100%、115%额定电压进行校验。110kV电容式电压互感器所在地现场拥有380V/100A空气开关的站内场地电源、250kVA 10kV/380V配变一台（临时施工总电源），由此即可围绕补偿电抗器、电压负荷箱、被试电压互感器、标准电压互感器、升压器、调压器进行110kV电容式电压互感器检定接线，图1为110kV电容式电压互感器检定接线与检定时谐振装置现场布置，由于WVB110-20H型号的110kV电容式电压互感器属于典型的0.2级电压互感器，因此需要在满载状态下进行80%、100%、115%额定电压下误差的测量并记录频率值，轻载状态则需要进行80%、100%额定电压下误差点测量并记录频率值[2]。
图 1 110kV电容式电压互感器检定接线（左）、
检定时谐振装置现场布置（右）
由此可确定WVB110-20H型号的110kV电容式电压互感器调压器输入电压380V时，调压器最大输入电流、变压器最大输入电压、变压器最大输入电流分别为2.4A、42V、37A，高压系统频率、补偿电抗分别为50Hz、509H，电抗器配置为LZ-20/25一只、LZ-30/15一只，系统Q值为21.6，由此可见串联谐振在高压电气设备试验中具备的较高实践应用价值，工频串联调谐装置的实用性也能够由此得到证明。
2.2.2 500kV电容式电压互感器检验
以西安西电电力电容器有限责任公司生产的TYD500/
-0.005H型号的500kV电容式电压互感器为例，其总电容量为5095pF，准确级为0.2、容量为30VA（1a-1n），准确级为0.5、容量为50VA（2a-2n），结合业界规定，需要对该型号的500kV电容式电压互感器分别施加80%、100%、110%额定电压进行校验。500kV电容式电压互感器所在地现场拥有380V/100A空气开关的站内场地电源、250kVA 10kV/380V配变一台（临时施工总电源）。500kV电容式电压互感器检验的检定接线、检定时谐振装置现场布置与110kV电容式电压互感器类似，由于TYD500/
-0.005H型号的500kV电容式电压互感器属于典型的0.2级电压互感器，因此需要在满载状态下进行80%、100%、110%额定电压下误差的测量并记录频率值，轻载状态则需要进行80%、100%额定电压下误差点测量并记录频率值。由此可确定调压器输入电压为380V时，TYD500/
-0.005H型号的500kV电容式电压互感器调压器最大输入电流、变压器最大输入电压、变压器最大输入电流分别为13.3A、219V、40A，高压系统频率、补偿电抗分别为50Hz、1972H，电抗器配置为LZ-50/25五只、LZ-30/15两只，系统Q值为18.2，串联谐振、工频串联调谐装置的应用价值由此可得到更好证明。
结论
综上所述，串联谐振可较好服务于高压电气设备试验，在此基础上，本文涉及的工频串联调谐装置、110kV电容式电压互感器检验、500kV电容式电压互感器检验等内容，则提供了可行性较高的高压电气设备试验路径，而为了更好发挥串联谐振优势，电缆、GIS设备、发电机的串联谐振试验也需要得到重点关注，我国电力领域发展也将由此获得充足支持。
参考文献
[1]马晓薇,樊培培.谐振在高压试验中的应用分析[J].山东工业技术,2018(01):183.
[2]孙学军.串联谐振装置在电力高压试验中的应用[J].科技创新导报,2017,14(10):30+32.
作者简介
柴堃（1995-03-11），男，籍贯：山东省泰安市，学历：大学本科，职称：助理工程师，研究方向：高压电气试验。
论文作者:柴堃
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：谐振论文; 电压互感器论文; 电压论文; 装置论文; 高压论文; 电容式论文; 调压器论文; 《电力设备》2018年第16期论文;