串联谐振试验电压测量方法
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产品简介
串联谐振试验方法具有所需的电源容量小, 变压器电压等级需求低等优点,降低了现场进行特高压容性设备耐压试验对试验设备的要求,是现场试验过程中普遍采用的对电缆,开关,CT 等容性设备进行交流耐压的试验方法。现场一般采用变频的方式进行串联谐振试验,由于在改变电源频率时高压端电压会发生较大的不可控的变化,为了试验的安全 ,在试验时先在低压下将试验频率调节到谐振频率,然后再按照相关要求升高试验电压。随着串联谐振的广泛应用 ,生产串联谐振试验装置的厂家越来越多,试验装置的频率调节能力越来越强,现有的串联谐振装置在试验时基本能调节到完全谐振的状态。在串联谐振交流耐压试验时,往往采用电容分压器直接在高压端测量试验电压值,这种方法对测量设备的电压等级要求比较高 ,在需要精确测量时采用;此外, 有时候还会采用在最低一节电抗器高压端与地之间并联电容分压器的方法,以所测得的电压乘以串联电抗器的节数得到试验电压 ,本文把这种方法称为测量中间电压法 ,在现场试验中,电抗器及高压电晕损耗、试验仪器频率调节能力、电容分压器电容、试验变压器出口电抗以及试验回路杂散电容等因素会导致采用这种方法测量的电压与实际的试验电压之间出现偏差。
迄今,国内外在现场串联谐振试验的试验设备参数配合等方面开展一系列的研究,对于现场采用的这几种测量方法的测量误差,一直未有相关的研究公布。本文主要结合现场试验的经验,以三节电抗器串联为例,分析了测量中间电压法的误差情况,以确定现场采用这种测量方法的可靠性 ,为现场试验提供参考。
测量中间电压法的原理
中间电压法是在忽略各种因素对谐振频率以及测量电压的影响下,所采用的间接测量电压方法 。在按照这种方法计算时,假定试验回路的谐振角频率以及试验电压满足以下方程。
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在现场试验时,由于电抗器本身的损耗、高压端的电晕损耗 、分压器电容量以及谐振程度等因素的影响,采用测量中间电压法进行的现场试验其试验频率与测量的试验电压与理想状态下的谐振频率和测量电压不同。
测量中间电压法误差分析
为了分析各种因素对测量结果的影响,本文以三节电抗器串联为例,对试验的谐振频率以及测量电压分别建立了相应的电气模型,如下图所示。图中,为便于分析,将试验时高压端电晕电阻与高压引线及试品电容之间的并联支路,等效为串联支路,故试品两端电压为等效串联支路两端电压 。其中涉及到的参量包括各电抗器电阻 R L 、各电抗器电抗 L 、电容分压器电容C m 、电容分压器测量电压U m 、试验谐振角频率 ω、电抗器级数 n、试验电压测量值U 0m ,高压端电晕等效电阻 R Y 、试品等效电容 C 0 以及试验电压真实值U 0 。
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变压器出口电抗以及试验回路杂散电容的影响在试验时,变压器出口有一个很小的抗性内阻,高压引线对地之间有杂散电容存在。变压器的抗性内阻与电抗器串联在一起,增加了串联回路的电抗值,使谐振频率下降,将使测量值比实际值偏大,由于变压器的内阻抗相对于试验回路而言,远远小于试验回路的阻抗值,因此其对试验的影响可以忽略不计。
高压引线对地的杂散电容与试品电容并联在一起 ,相当于增加了试品的电容量,其作用可视作试品电容,因此对测量结果没影响 。
结论
通过本文的分析,说明采用测量中间电压法,在三节电抗器串联时,测量电压与实际加在试品两端的电压之间的误差远小于相关标准要求的 5%,而且测量电压值大于试品两端的电压,不会导致试品因电压过高,因此在现场采用测量中间电压法是可行的。
产品别称
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