技術天地
工頻交流耐壓試驗的串聯補償試驗方法
發布日期：2008-11-20 點擊：8451次
當試驗變壓器的額定電壓小于所需試驗電壓，但電流額定量能滿足試品試驗電流的情況下，可用串聯補償的方法來進行試驗。
串聯補償的接線如圖5-2所示，其等效電路廈相量圖 如圖5-3所示。補償電抗及試品電容組成串聯回路。
此時，電路中電流為
I=U/√R2+（XL-XC）2
式中R、XL——分別為電抗器的等效電阻及感抗；
XC——試品容抗
當采用可調式電抗器進行補償時，可調節XL，讓其 值與XC值相等，此時回路發生串聯諧振，電路中的電流I=U/√R2+（XL-XC）2=U/R 試品上的電壓UC與電抗器上的電住UL相等。即
UC =UL=I XL =U/R·XL =QU Q= XL /R
式中Q——電抗器的品質因數，一般電抗器的品質因數為10~40。
由式(5 -2)可看出，串聯補償法可在試品上產生數十倍于試驗變壓器輸出電壓的電壓，從而可大大地降低試驗變壓器額定電壓及容量。
當采用串聯補償時，雖然試驗變壓器輸出電壓較低，但對電抗器卻要求有與試品相同的耐壓水平。另一方面，串聯補償時，當回路達到XL = XC，并且回路電阻很小時，則可能在試品上出現危險的過電壓。因此，采用串聯補償應注意避免產生諧振，并且所用補償電抗器最好用空心繞組的，因為有鐵芯的電抗器易造成非線性諧振。
當試品電壓較高時，也可采用多十分離電抗器疊加形成補償電抗，當采用補償電抗器進行補償時，補償電抗的調節可通過多臺小電抗的串聯、井聯爰改變分接頭位置來實現。
由于補償電抗xL不能連續調節．一般很難調到諧振點，通常(XL—Xf)2遠大于R2，此時可忽略電抗器的等效電阻。回路電流可近似為
I=U/√R2+（XL-XC）2 ≈U/| XL-XC |
一般情況下，調節使I=| XL-XC |≤1/5 XC是比較容易的，此時電容器上的電壓
Uc=I XC≥U/（1/5 XC）×XC大于等于5U
由此可以看出，用積木式補償電抗器進行串聯補償，試品上可較容易得到5借以上電源電壓，從而減小5倍以上的試驗容量。
利用串聯諧振作耐壓試驗有兩個優點：①若被試品擊穿，則諧振終止，高壓消失；②
擊穿后電流下降．不致造成被試品擊穿點擴大。
現以250MW水輪發電機的串聯諧振交流耐壓試驗為例，說明串聯諧振試驗的情況。
由5-9可知，發電機對地電容上的無功功率較電源輸出功率增大了K倍，可見，當進行電容符合的工頻耐壓試驗時，只需要電源輸入一個S=Q/K的功率，便可滿足試驗要求。
試驗數據
|
試驗序號 |
被試品電容電流 Ic （A） |
試驗變壓器電壓 U （V） |
被試品上的電壓 Uc （kV） |
變壓器輸出的容量 S （KVA） |
被試品吸收的無功功率 Q （kvar） |
|
1 2 3 |
2.49 3.12 7.5 |
200 280 920 |
6.83 8.40 19.3 |
0.498 0.87 6.90 |
17.0 26.2 145.0 |
