CN109212389A - 一种大容量电力设备交流耐压试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高电压试验技术领域，提出了一种大容量电力设备交流耐压试验方法，通过给待测设备串联一个串联电抗器组，同时在待测设备两端并联一个并联补偿电抗器组实现大容量电力设备交流耐压试验，所述串联电抗器组和并联电抗器组均为多个单个电抗器并联和串联组合后形成的电抗器组。本发明大大降低了对试验设备容量的要求；减小了试验设备的体积和重量，进而也减少了电量的损耗，节约了试验成本。
Description
技术领域
本发明属于高电压试验技术领域，具体涉及一种通过并联补偿电抗器对大容量电力设备进行交流耐压试验的方法。
背景技术
在电力设备的交接试验或预防性试验过程中，交流耐压试验是必须检测的项目之一，其作用主要是检测因电场、温度和机械振动等因素造成的绝缘缺陷，是保证供电系统安全运行的一种重要手段。
目前对于容量大的电力设备需采用变频串联谐振耐压的方法，如图1所示，其等效电路图如图2所示。在传统的串联谐振交流耐压试验中，流过试品的电流、流过串联电抗器Lc的电流以及流过励磁变压器的电流的大小基本相同，在试品确定的情况下，试验电压就已确定，因此流过串联谐振回路的电流也已确定。所以随着试品容量的增大，完成试验所必须的现场电源容量、变频装置、励磁变压器等容量也随之增大，进而导致试验仪器的体积和重量成倍增加。因此对有些特殊场所，如设备运输困难、试验场所空间狭小的、大容量试品的情况，传统的变频串联谐振耐压试验尤为困难，导致不仅对试验仪器容量等参数的要求更苛刻，并且耗费更多的运力、人力、成本、工期等。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，为了解决现有试验方法对仪器要求高、在特殊场所难以进行等问题，提出一种灵活方便、适用范围广、节约成本的大容量电力设备交流耐压试验方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种大容量电力设备交流耐压试验方法，通过给待测设备串联一个串联电抗器组，同时在待测设备两端并联一个并联补偿电抗器组实现大容量电力设备交流耐压试验，所述串联电抗器组和并联电抗器组均为多个单个电抗器并联和串联组合后形成的电抗器组。
所述的一种大容量电力设备交流耐压试验方法，包括如下步骤：
S1、测量待测设备的电容值Cx，并根据公式Icx=2πfCxUc估算待测设备的容性电流Icx，其中，f表示试验频率，取值范围为45~55Hz，Uc表示试验电压值；
S2、选配串联电抗器组，并确定选配好的串联电抗器组的电抗值Lc以及电流值IC；
S3、计算并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值和电流值Ib；
S4、根据并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值和电流值Ib，选配并联补偿电抗器组；
S5、根据实际选配的串联电抗器组和并联补偿电抗器组的电抗值，待测设备的电容值和试验电压计算试验频率、试验电流，并判断其是否满足试验要求；核算变频电源、励磁变压器的容量是否满足要求；
S6、若满足要求，将所述串联电抗器组和并联电抗器组连接在测试电路中，接通试验电源，进行试验。
所述步骤S2中，串联电抗器组的选配方法为：根据励磁变压器和变频电源的容量，计算串联电抗器组允许通过的最大电流I1，根据I1和单节电抗器的额定电流、额定电压参数，试验电压，确定串联电抗器组中电抗器的串并联数量；选配时通过串联多个单节电抗器使电抗器组的电压参数满足试验电压U，通过并联多个单节电抗器使电抗器组的电流参数大于等于I1；选配好的串联电抗器组的电流值Ic的计算公式为Ic=Uc/2πfLc，且Ic应小于I1。
所述步骤S3中，并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值的计算公式为Lb*Lc/(Lb+Lc)=1/（2πf）2Cx；通过并联补偿电抗器组的电流Ib的计算公式为Ib=Ic-Icx。
所述步骤S4中，并联补偿电抗器组的选配方法为：根据单节电抗器的额定电流、额定电压、阻抗参数，确定并联补偿电抗器组中电抗器的串并联数量；选配时通过串联多个单节电抗器使并联补偿电抗器组的电压参数满足试验电压Uc，通过并联多个单节电抗器使所述并联补偿电抗器组的电流参数大于等于Ib；并且使得选配的并联补偿电抗器组的阻抗值Lb与步骤S3求出的理论值尽量接近。
所述步骤S5中，试验电流的试验要求为：通过变频电源、励磁变压器、各电抗器的试验电流值均小于各自的额定电流值。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明提供的并联补偿电抗器串联谐振交流耐压试验方法，采用电抗器与试品并联的方式，由于并联电抗器的补偿作用，电抗器的感性电流补偿试品的容性电流，使得流过励磁变压器高压侧及串联电抗器上的电流减小，从而大大减少了励磁变压器的容量以及电抗器的体积、重量，相对提高了调频谐振装置的带负载能力，进而也减少了电量的损耗，方便了运输，节约了试验成本；
2、本发明的试验方法中，试验频率可以设定为工频50Hz，更接近电力设备运行时的状况；
3、本发明的试验方法中，所需的电抗器为不同参数和型号的组合，增加了现场试验的灵活性。
附图说明
图1为现有技术中串联谐振耐压试验方法接线示意图；
图2为图1的等效电路图；
图3为本发明实施例提供的串联谐振耐压试验方法的接线示意图；
图4为图3的等效电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图3所示，本发明实施例提供了一种大容量电力设备交流耐压试验方法，其通过给待测设备串联一个串联电抗器组，同时在待测设备两端并联一个并联补偿电抗器组实现大容量电力设备交流耐压试验。其等效电路图如图4所示，由于并联电抗器Lb的补偿作用，电抗器的感性电流补偿试品的容性电流，使得流过励磁变压器高压侧及串联电抗器Lc上的电流减小，从而大大减少了励磁变压器的容量以及电抗器L的体积、重量，相对提高了调频谐振装置的带负载能力。所需的电抗器可以为不同参数和型号的组合，增加了现场试验的灵活性。
具体地，本发明实施例提供的一种大容量电力设备交流耐压试验方法，包括如下步骤：
S1、测量待测设备的电容值Cx，并根据公式Icx=2πfCxUc估算待测设备的容性电流Icx，其中，f表示试验频率，取值范围为45~55Hz，具体地，f可以取值为50Hz，Uc表示试验电压值。
其中，待测设备的电容值的获取可以通过现场测试获得，f表示试验频率，Cx表示所述待测设备的电容量，Uc表示试验电压值。其中估算时试验频率f取接近工频的频率范围，即45~55Hz。
S2、选配串联电抗器组的连接方式，并确定选配好的串联电抗器组的电抗值Lc以及电流值IC。
其中，串联电抗器组的选配方法为：根据励磁变压器和变频电源的容量，计算串联电抗器组允许通过的最大电流I1，根据I1和单节电抗器的额定电流、额定电压参数，确定串联电抗器组中电抗器的串并联数量；配置时通过串联多个单节电抗器使电抗器组的电压参数满足试验电压Uc，通过并联多个单节电抗器使串联电抗器组的电流参数大于等于I1；串联电抗器选配完成后，其电抗值Lc即可以确定。则选配好的串联电抗器组的电流值Ic可以通过公式Ic=Uc/2πfLc的计算得到，且Ic应小于I1。
S3、计算并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值和电流值Ib。
如图3所示的电路中，当总电抗与被测设备电容量串联谐振时，电路的总电抗Lz可以由公式Lz=1/（2πf）2Cx计算得到，而该电路的总电抗又是由串联电抗器组Lc和并联补偿电抗器组Lb形成的，则有：Lz=Lb*Lc/(Lb+Lc)；因此，通过公式：Lb*Lc/(Lb+Lc)=1/（2πf）2 Cx可以计算得到并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值；此外，从图4可以看出，通过并联补偿电抗器组的电流Ib的计算公式为Ib=Ic-Icx。
S4、根据并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值和电流值Ib，选配并联补偿电抗器组；
其中，并联补偿电抗器组的选配方法为：根据单节电抗器的额定电流、额定电压、阻抗等参数，确定并联补偿电抗器组中电抗器的串并联数量；配置时通过串联多个单节电抗器使并联补偿电抗器组的电压参数满足试验电压Uc，通过并联多个单节电抗器使所述并联补偿电抗器组的电流参数大于等于Ib；并且使得选配的并联补偿电抗器组的阻抗值Lb与步骤S3中求出的理论值尽量接近。
S5、根据实际选配的串联电抗器组和并联补偿电抗器组的电抗值，待测设备的电容值和试验电压计算试验频率、试验电流，并判断其是否满足试验要求；核算变频电源、励磁变压器的容量是否满足要求。
其中，试验电流的试验要求为：通过变频电源、励磁变压器、各电抗器的试验电流值均小于各自的额定电流值。根据实际电容和电抗计算的试验频率参考范围如下：电缆应满足20-300Hz；变压器应满足大于40Hz；GIS组合电器应满足10-300Hz。
S6、若满足要求，按图4所示，将所述串联电抗器组和并联电抗器组连接在测试电路中，做好安全防护工作，接通试验电源，进行试验。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种大容量电力设备交流耐压试验方法，其特征在于，通过给待测设备串联一个串联电抗器组，同时在待测设备两端并联一个并联补偿电抗器组实现大容量电力设备交流耐压试验，所述串联电抗器组和并联电抗器组均为多个单个电抗器并联和串联组合后形成的电抗器组。
2.根据权利要求1所述的一种大容量电力设备交流耐压试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、测量待测设备的电容值Cx，并根据公式Icx=2πfCxUc估算待测设备的容性电流Icx，其中，f表示试验频率，取值范围为45~55Hz，Uc表示试验电压值；
S2、选配串联电抗器组，并确定选配好的串联电抗器组的电抗值Lc以及电流值IC；
S3、计算并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值和电流值Ib；
S4、根据并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值和电流值Ib，选配并联补偿电抗器组；
S5、根据实际选配的串联电抗器组和并联补偿电抗器组的电抗值，待测设备的电容值和试验电压计算试验频率、试验电流，并判断其是否满足试验要求；核算变频电源、励磁变压器的容量是否满足要求；
S6、若满足要求，将所述串联电抗器组和并联电抗器组连接在测试电路中，接通试验电源，进行试验。
3.根据权利要求2所述的一种大容量电力设备交流耐压试验方法，其特征在于，所述步骤S2中，串联电抗器组的选配方法为：根据励磁变压器和变频电源的容量，计算串联电抗器组允许通过的最大电流I1，根据I1和单节电抗器的额定电流、额定电压参数，试验电压，确定串联电抗器组中电抗器的串并联数量；选配时通过串联多个单节电抗器使电抗器组的电压参数满足试验电压U，通过并联多个单节电抗器使电抗器组的电流参数大于等于I1；
选配好的串联电抗器组的电流值Ic的计算公式为Ic=Uc/2πfLc，且Ic应小于I1。
4.根据权利要求2所述的一种大容量电力设备交流耐压试验方法，其特征在于，所述步骤S3中，并联补偿电抗器组的电抗值Lb的理论值的计算公式为Lb*Lc/(Lb+Lc)=1/（2πf）2 Cx，其中f取值50Hz；通过并联补偿电抗器组的电流Ib的计算公式为Ib=Ic-Icx。
5.根据权利要求2所述的一种大容量电力设备交流耐压试验方法，其特征在于，所述步骤S4中，并联补偿电抗器组的选配方法为：根据单节电抗器的额定电流、额定电压、阻抗参数，确定并联补偿电抗器组中电抗器的串并联数量；选配时通过串联多个单节电抗器使并联补偿电抗器组的电压参数满足试验电压Uc，通过并联多个单节电抗器使所述并联补偿电抗器组的电流参数大于等于Ib；并且使得选配的并联补偿电抗器组的阻抗值Lb与步骤S3求出的理论值尽量接近。
6.根据权利要求2所述的一种大容量电力设备交流耐压试验方法，其特征在于，所述步骤S5中，试验电流的试验要求为：通过变频电源、励磁变压器、各电抗器的试验电流值均小于各自的额定电流值。
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