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1、全国火电大机组（600MW 级）竞赛第 11 届年会论文集 电气25邯峰电厂 1#机组采用串谐方式进行交流耐压试验优劣谈吕同江（华能邯峰发电厂）摘要：对 GIS、发电 机和变压器、交联电缆、高压断路器等电容量较 大、试验电压高的被试品进行交流耐压试验，需要大容量的试验设备，可采用串 联谐 振试验装置，它能 够以较小的电源容量 对大电容和较高试验电压的被试品进行耐压试验。关键字：发电机；串联谐振1概述1.1试验设备技术参数我厂用于发电机进行交流耐压试验的设备，是由武汉市泛科变电检修设备制造有限公司生产的CHXB-250KVA/50KV 串联谐振工频耐压试验装置。本套试验装置包括 CHXB-250
2、KVA/50KV 可调电抗器、CQSB(JZ)35KVA/7KV/45KV/63KV 激励变压器和 CHXB-谐振实验控制台一套三件。其主要参数如下表：可调电抗器 激励变压器 控制台额定容量 250KVA 额定容量 35KVA 额定容量 35KVA额定频率 50HZ 额定输入电压 400V 额定输入电压 380V额定电压 50KV 额定输入电流 87.5A 额定输入电流 92A额定电流 5A 额定输出电压 AC:7KV/45KV DC:63KV 额定输出电压 0450V可调间隙距离 090mm 额定输出电流 5A/0.78A 额定输出电流 77.8A电感调整范围 25H101H 仪表电压 10
3、0V 互感器电流比 100A/5A1.2被试设备技术参数我厂一期工程采用 2 台德国西门子生产的 THDF115/67 型汽轮发电机组，容量 2660MW，定子绕组绝缘采用了较为先进的 MICALASTIC 绝缘系统。其主要参数如下：型号 THDF115/67 额定电流 21.032KA额定功率 765MVA 功率因数 0.90额定电压 21.05% 绝缘等级 FU 相 C0.2Un 329.54nF V 相 C0.2Un 327.77nFW 相 C0.2Un 331.94nF 三相对地 C0.2Un 976.72nF全国火电大机组（600MW 级）竞赛第 11 届年会论文集 电气262串联谐
4、振的工作原理图一为串联谐振的等值电路。图中 r、c 为被试品的对地电容与对地等值电阻， L 为谐振电抗器电感，R 为谐振电抗器等值电阻。图二为串联谐振向量图。当电源的电压向量与电流向量相同时，回路就产生了谐振。根据向量图得出串联谐振回路产生谐振的条件为：=XLC2cos在谐振条件下电源供给的电流、电压和容量为：电流： =Is电压： =UcosCtg=tgrXCCStIS为谐振电抗器本身的品质因数，一般LQ10LQ回路的等值电阻： XtgR0ttgXLL10回路总的品质因数： 0QStgSC电源容量：即试验所需电源容量仅为试验容量的 01图 1串联谐振等值回路图 2串联谐振向量图3CHXB-25
5、0KVA/50KV 工频耐试验装置的几项功能其功能框图如下：全国火电大机组（600MW 级）竞赛第 11 届年会论文集 电气27A、B、N电源 380V 线电压及其中性点（N ） GL双屏蔽型隔离变压器XS1电容型吸收器L可调谐振电抗器KZ控制台含全部操作、计量、显示、保护XS2、XS 3低压压敏电阻、电容型阻容吸收器TY柱型接触式线性调压器ST谐振度显示及脱谐度闭锁保护器GY高压直接取样电子式高灵敏过压保护器JLB单屏蔽型谐振激励变压器XS4MOA 削幅吸收器C1、C 2电容型分压器CX被试品电容量LD、R D被试品接地阻抗UX、I X试品上的试验电压、电流3.1全谐振度指示及脱谐闭锁功能上
6、图中，全谐振下调节激励电压，使 IX 在试品 CX 上的压降为试验电压 UX=IXXCX。但在试验中，电抗器 L 未调节至全谐振 L0 的位置，例如调在 L1 或 L2 的位置，就提高激磁电压，由于谐振特性在临近谐振区时曲线特性陡，再调节 L，当 L 接近 L2 时，会出现电流突然陡升超过 IX 值，在被试品上出现过压危害。未全谐振下激励电压设值不当，万一系统故障，较大的频偏也可能将电路推入全谐振而造成同样的超压危害。而本系列装置安装的全谐振度指示仪及所具有的脱谐度闭锁功能可避免发生上述现象。VGL XS1 KZ XS2 TY ST GY XS3 JLB XS4LUXABNC1C2CXLDRD
7、IX全国火电大机组（600MW 级）竞赛第 11 届年会论文集 电气283.1.1谐振度指示仪可直接显示回路的谐振状态，使操作者随时可调节回路至全谐振状态，这样即不会发生上述误操作或系统故障发生频偏而导致的过压情况。3.1.2脱谐度保护设定。脱谐度 ST=(COS()1)脱谐度 ST 0 =0 1000M(15) （60）B: 1000M(15) （60）C: 1000M(15) （60）5.2交流耐压试验相别 汇水管对地电 流（mA） 电抗器输入电 压（V ） 电抗器输出电 压（KV） 电抗器输入电 流（A） 一次电流 （A）A 0 1300 3473 3725 64B 0 1300 346
8、1 37 63C 0 1300 3443 375 64注：球隙电压 38.6KV 谐振间隙 50.6mm 6具体操作中存在的问题6.1升压中的误操作由于串谐方式是在全谐或几乎全谐（配有脱谐闭锁装置）的状态下进行升压操作的。当电压升至设备试验电压 90%到 95%左右时，应稍微脱一点谐，以减小升压幅度，小心地将电压升直试验电压。由于是在近乎全谐的情况下进行升压，这时非常容易产生误操作而使电压陡然增高，使被试品承受过电压或因过电压而使过压保护动作，致使试验功亏一馈。这种误操作产生的原因是这样的：操作台的面板上对电抗器的操作安钮有增间隙和减间隙两个，而调谐也有两种方式切入全谐从容性切入全谐和从感性切
9、入全谐。在升压操作人员本已高度紧张的情况下，在做出这样“绕口令”似的判断是比较困难的。实事也正证明了这一点。6.2升压过程中的超时问题采用谐方式进行交流耐压试验与以往采用普通方式进行交流耐试验在升压时间控制方面有所不同。串谐方式是在全谐或近乎全谐的情况下进行升压的，电压很陡，升压速度也很快。但当电压升至试验电压的 90%到 95%时，还需小心翼翼地再次升压、调谐。在此存在一个在近乎全试验电压下，正常耐压试验以外的，超时积累问题。全国火电大机组（600MW 级）竞赛第 11 届年会论文集 电气306.3超压保护问题厂家对其设备配备的高灵敏度电子式电压继电器信心十足。但在试验中发现，此保护并非象厂家说得那样成熟。用其取代球隙保护（本装置没配球隙保护）难免让人产生诸多顾虑。参考文献：1 CHXB-250KVA/50KV 串谐交流耐压试验装置技术说明书2 电机工程手册（机械工业出版社）3 电力工业标准汇编（电气卷）4 电路理论基础（高等教育出版社）5 高电压技术（南京工学院周泽存主编）
