串聯諧振試驗設備應用背景

目前，電力系統中對于許多電力設備在投運前、檢修后，要求進行交流耐壓試驗(如XPLE交聯電纜、GIS、發電機定子等)，以保證設備后期的安全可靠運行。因科技進步及制造業的發展，電力設備的容量逐步增大，同時這些設備往往具有很高的對地電容。因此，在進行交流耐壓試驗時，通過被試品的電容電流很大(如三峽電站水輪發電機定子的單相對地電容電流達到36A)。

　　在這種情況下，如采用常規的工頻交流耐壓設備，所需試驗設備(調壓器、升壓器)和電源的容量高達數千千伏安。試驗設備非常笨重，同時在現場很難具備如此大容量的試驗所需輸入電源。

　　根據諧振理論制造的串聯諧振耐壓設備，因其所需容量僅為試品容量的1/Q倍(在全諧振的情況下，試驗設備承擔的容量僅為電路的有功分量，為被試品容量的1/Q倍)，有效的減小了試驗設備的容量和對試驗電源容量的需求。

　　串聯諧振試驗設備分類：

　　根據試品性質不同，串聯諧振耐壓設備也可分為不同類型，具體如下：

　　1)對于XLPE交聯高壓電纜、GIS的交流耐壓，IEC標準規定可采用非工頻耐壓，頻率范圍可選擇在20Hz～300Hz，國內也有相關的試驗標準，一般頻率范圍為30Hz～300Hz之間。因此，對于這些設備的交流耐壓試驗，可采用變頻串聯諧振試驗設備。變頻串聯諧振試驗設備一般由以下幾個主要部分組成：變頻電源(用以產生試驗所需的非工頻電源)，激勵變壓器，電抗器(分為固定式和可調式)，電容分壓器(用來測試試驗電壓)。根據調諧的方式，又可分為調頻、調感以及調頻調感型。

　　2)對于發電機定子的交流耐壓，因發電機定子線棒的絕緣介質較為薄弱，進行交流耐壓時如采用過高的頻率，極易因高頻造成的極化、發熱損壞線棒的絕緣;如采用低頻進行試驗，則不能真實的反映定子的正常工作狀態，得不到好的試驗效果。故此，對于發電機定子的耐壓試驗，一般采用工頻進行。國內相關標準對于工頻的定義，一般為45Hz～55Hz。工頻串聯諧振耐壓設備的調諧方式，理論上分為調感和調容兩種。調感式通常采用調節電抗器鐵心氣隙的方式，可以連續平滑的調節感抗值，操作比較方便;調容式不僅需要笨重的電容，并且電容不能連續的調節，所以不太適合現場操作。因此，一般都采用調節電感的方式進行調諧，故又稱為工頻串聯調感諧振。