1 諧振試驗的原理

如果電感（L）以及電容（C）同時(shí)在電路中存在的時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生一種特有的現象，就是諧振電路。諧振電路以電感和電容的串聯(lián)和并聯(lián)關(guān)系分為串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振倆種基本電路，在此基礎上能夠衍生出多種頻率的諧振電路。

在高壓試驗中，諧振電感元件基本上都是采用充油電抗器，電抗器有其固定的電感值，同時(shí)還帶有一定的電阻，但通常情況下這種自帶的電阻與其工頻感抗相比很小，幾乎可以忽略不計。在現場(chǎng)試驗中，測試對象由于交流作用大多都顯示為容性設備，從而構成諧振回路中的負載電容，所以利用電源的調頻或調幅特性使電路發(fā)生諧振，從而達到大電壓或電流試驗的需求。

諧振回路的阻抗特性從回路集中參數的分布情況能夠得知（見(jiàn)圖 1），當電路的某個(gè)頻率點(diǎn)的阻抗模達到一定程度時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生諧振現象。其諧振點(diǎn)頻率、回路容 性 電 流 以 及 試 品 消 耗 的 無(wú) 功 計 算 方 式

為: 諧振電路的特征阻抗為：

圖 1 諧振電路的阻抗特性

諧振阻抗的大小不受電源的影響，而是與電路集中參 數 有 關(guān) 系。 諧 振 電 路 中 品 質(zhì) 因 數 定 義: 

所以能夠得到串聯(lián)諧振試驗品的耐受電壓以及并聯(lián)諧振電路試驗品的耐受電流。從實(shí)際情況來(lái)看，試驗品倆端的電壓或者電流要元元高于電源電壓，甚至可以達到幾十倍，所以通常會(huì )用電壓諧振和電流諧振來(lái)稱(chēng)呼串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振。然而無(wú)論是哪種諧振，都要滿(mǎn)足wL=1/wC，在高壓試驗中，如果要實(shí)現諧振，通常是通過(guò)改變電感、電容或者電源頻率來(lái)進(jìn)行。

2 諧振在高壓試驗中的應用

2.1 耐壓試驗和電壓諧振

在現階段的電力系統高壓試驗中，如果要產(chǎn)生大于電源電壓幾十倍甚至是幾百倍電壓的方法主要就是采用具有較大品質(zhì)因數的串聯(lián)諧振電路，從而產(chǎn)生較高的過(guò)電壓進(jìn)行耐壓試驗。變電站內部的間隔設備、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設備主要為容性設備，完全可以采用電壓諧振進(jìn)行加壓試驗，見(jiàn)圖2。

圖 2 電壓諧振耐壓試驗接線(xiàn)

如圖2 所示，在對容性設備Cx進(jìn)行高壓耐壓試驗時(shí)，完全可以采用大容量的勵磁變?yōu)樵囼炿娐诽峁┯泄Γ缓笥秒娍蛊鬟M(jìn)行補償無(wú)功，就可完成試驗。這是由于諧振電路不具有無(wú)功消耗，所以將勵磁變壓器的變比進(jìn)行改變就能夠對試驗電路的輸出電壓和電流進(jìn)行調整，滿(mǎn)足試驗需求。

2.2 低壓繞組及中性點(diǎn)耐壓試驗

750 變電站為例，其 750KV 單相自禍無(wú)勵磁調壓電力變壓器的額定容量為 500/ 500/150 MVA。試驗用設備有變頻諧振電源、勵磁變壓器、高壓電抗器、高壓交直流測量系統以及絕緣電阻測試儀。

試驗以《750KV 超高壓電力設備交接試驗標準》的要求為準，出廠(chǎng)試驗電壓為 120KV。主變壓器的出廠(chǎng)試驗報告顯示，低壓繞組對高、中壓繞組及地的電容C1 約為 35 030 pF，高、中壓繞組對低壓繞組及地電容量 C2 約為 18 490 pF 。低壓繞組耐壓試驗使用 1 節串聯(lián)電抗器，L= 400 H。通過(guò)計算可知諧振頻率為43.22Hz，回路電流為 1.13A。中性點(diǎn)耐壓試驗采用的也是 1 節串聯(lián)電抗器，L=400 H。通過(guò)計算可知諧振頻率為 57.9Hz，回路電流為 0.808A。耐壓試驗時(shí)間為 1 分鐘，試驗變頻電源為 50-110Hz，測試線(xiàn)圈的端頭均為短接，飛測試線(xiàn)圈接地。試驗結果顯示，低壓繞組的諧振頻率為 44.12 Hz，中性點(diǎn)諧振頻率為 59.88Hz，可以看出試驗頻率比計算值要小，這可能是由于測量用的分壓器電容以及回路雜散參數造成。

2.3 局部放電試驗及電流諧振

變壓器局部放電試驗的電路為電流諧振電路。該試驗是一種無(wú)損探傷絕緣特性試驗，通過(guò)試驗能夠找出絕緣的薄弱環(huán)節，是絕緣試驗最常見(jiàn)也最有效的方法。 試驗時(shí)高壓繞組的絕緣水平位預加電壓為 720KV，折算至低壓側預加電壓為 130KV。在進(jìn)行變壓器容量計算時(shí)，需要把高壓側對地電容折算到低壓側，并將低壓側的對地電容計算在內。通過(guò)計算得出，低壓對地電容量為 25.033nF，低壓側對地總電容量為 331nF。

試驗中的補償電抗器采用 4 個(gè) 1 串共 2 串并聯(lián)，電抗器支路總電感量為 4.8H, 通過(guò)計算得出，電源諧振頻率為 128Hz；高壓側入口等效容性無(wú)功消耗為 2548 KVar。試驗過(guò)程中，為了保障無(wú)功消耗和補償達到平衡，電抗器補償的武功量應≧Qc，所以通過(guò)計算本次試驗的的電抗器無(wú)功補償量應該為425KVar和850KVar。試驗中并聯(lián)補償電抗器的額定功率都是800KVar,所有電抗器能夠提供最大無(wú)功量3200KVar。其中A電抗器的補償量稍高，實(shí)際測的補償電流為22A，與實(shí)際情況相吻合。試驗所得頻率為140Hz，比計算相差12H在，電感的實(shí)際補償量為1840KVar。電抗器的補償效率大約為74%，其現在補償量大約為2486KVar，小于2548KVar的高壓側入口等效容性無(wú)功消耗。這也說(shuō)明回路的補償量欠缺，電壓電流為負角度關(guān)系，然而已經(jīng)非常接近賄賂諧振狀態(tài)。高壓試驗中最高電壓加壓時(shí)間為45秒，經(jīng)過(guò)短暫的耐壓后，電壓立即降低，以確保電抗器能夠安全運行。建議在試驗中的試驗頻率盡量與計算頻率相近，且要稍小，但由于很多因素，如環(huán)境等導致計算出現較大誤差，所以必須要保障計算值的偏離不能太大，應該保持在15以?xún)取?/span>

華意電力是國內專(zhuān)業(yè)的電力承裝（修、試）資質(zhì)及電力承試設備研發(fā)生產(chǎn)企，專(zhuān)業(yè)針對不同電壓等級的試驗需求，定制不同配置的電氣試驗產(chǎn)品。

華意電力專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)高壓電氣試驗設備及各類(lèi)儀器儀表！華意電力24小時(shí)為您服務(wù)：400-060-1718，了解更多訪(fǎng)問(wèn)華意電力官網(wǎng)：www.zcbtgs.com

歡迎關(guān)注微信公眾號：華意電力