超低频技术在发电机耐压试验中的应用
变频谐振耐压试验在35kV及以下XLPE电缆中的应用
变频串联谐振耐压试验在35kV 及以下XLPE 电缆中的应用摘 要 随着人们对交联聚乙烯电力电缆和交流耐压试验的认识的不断提高，越来越认为现行的超低频（0.1Hz ）耐压试验不适合用于交联聚乙烯电缆。
论文介绍了变频串联谐振的基本原理、试验设备的构成、接线、以及在现场的使用注意事项。
关键词 变频串联谐振；耐压试验0 前言随着人们对交联聚乙烯电力电缆和交流耐压试验的认识的不断提高，越来越认为现行的超低频（0.1Hz ）耐压试验不适合用于交联聚乙烯电缆。
其实，北京在6年前已经开始在110kV 及220kV 交联聚乙烯电缆中应用了串联谐振耐压试验，但设备的造价十分昂贵，设备构成复杂，需要两台大型拖车运输，每路的一次试验费用很高，由此限制了它的应用范围。
在北京市电力公司形成了这样的局面，在10kV 交联聚乙烯电缆中，应用超低频（0.1HZ ）耐压试验设备和方法，在110kV 及以上电压等级的交联聚乙烯电缆中，应用变频串联谐振耐压试验设备。
近年来，试验设备的制造水平不断提高，使得设备小巧，更加适合现场移运，在10kV 交联聚乙烯电缆中有逐步取代超低频（0.1Hz ）耐压试验设备的趋势。
1 变频串联谐振的基本原理如图1所示是一个基本的LC 串联回路，要使回路发生谐振，有很高的输出电压，回路中的容抗与感抗必须相等。
即：L C X X = 122fL fCππ=f =根据上式可知，要式上式成立，回路发生谐振，可以调整三个变量，即频率、电感或电容。
变频串联谐振就是改变Us 的频率使LC 串联回路发生谐振而输出高电压。
当回路发生谐振时，有以下关系：o s U QU =212o o o o f L Q R f CR ππ=== s U I QU U R == f =2 变频串联谐振耐压试验2.1 变频串联谐振耐压试验设备工作原理从理论上可知，改变频率、电感或电容其中之一都可以使回路发生谐振，但实际应用的试验设备是电感和电容组成某一谐振频率的回路，再通过变化激励电源的频率实现谐振，其频率范围一般在30～300Hz 之间。
川电建《四川并网水力发电机组启动投运前需完成相关性能试验的技术要求》2006(613)号文
四川省电力公司文件川电建[２００６]613号关于印发《四川并网水力发电机组启动投运前 需完成相关性能试验的技术要求》的通知四川省投资集团有限责任公司，华能四川水电有限公司，中国华电集团公司四川公司，中国国电集团公司川渝分公司，大唐四川水电开发有限公司，二滩水电开发有限责任公司，国电大渡河流域水电开发有限公司，四川省港航开发有限责任公司，有关并网水力发电公司（厂）：为确保并入国家电网的水力发电机组和电网的安全、稳定运行，根据国家或行业有关技术标准、规程规范等制定了《四川并网水力发电机组启动投运前需完成相关性能试验的技术要求》，现印发你们， 请按要求认真做好相关试验项目及其试验结果的报审与备案工作，以便并网机组顺利投产发电。
附件：四川并网水力发电机组启动投运前需完成相关性能试验的技术要求二○○六年九月十四日主题词：印发 水电 试验 要求 通知抄送：省公司朱白桦副总工、电力营销部、调度中心，四川省电力公司通信自动化中心，省公司所属各电业局（公司），映秀湾水力发电总厂，四川电力试验研究院。
四川省电力公司总经理工作部 2006年9月15日印附件：四川并网水力发电机组启动投运前需完成相关性能试验的技术要求为确保并入国家电网的水力发电机组合电网的安全、稳定运行。
根据国家或行业有关技术标准（或经四川省电力公司认可的省内标准）、规程规范和国家电网公司《二十五项反事故措施》、华中电监局《新建发电机组进入商业运行的管理办法》、四川省电力公司《四川并网发电厂机网协调安全稳定运行要求》、四川省电力公司《关于加强新投运变电站计量装置检定的通知》等规定和要求，特制定《四川并网水力发电机组启动投运前需完成相关性能试验的技术要求》。
一、本要求适用于四川省境内并入国家电网运行的新投产水力发电机组。
二、并入国家电网运行的新投产水力发电机组的常规试验项目与要求应严格执行《水电站基本建设工程验收规程》（DL/T5123-2000）、《水轮发电机组启动试验规程》（DL/T507-2002）和《灯泡贯流式水轮发电机组启动试验规程》（DL/T827 –2002）等有关规定。
35kV电缆耐压试验方法
35kV电缆耐压试验方法近年来，橡塑电缆特别是交联聚乙烯电缆得到了充分的发展，在中压等级基本取代了绝缘纸电缆和油电缆。
为了检查电缆的抗压强度好坏，因此需要对电缆进行绝缘耐压试验。
通过耐压试验可以有效的检查出电缆绝缘中的气泡、机械损伤等局部缺陷，反映出出电缆绝缘老化、受潮等情况。
根据试验电压的不同，电缆耐压试验又分为直流耐压试验和交流耐压试验（工频交流耐压和超低频耐压）。
1、通过直流耐压试验可以检查出电缆绝缘中的气泡、机械损伤等局部缺陷，通过直流泄漏电流测量可以反映绝缘老化、受潮等缺陷，从而判断绝缘状况的好坏。
但是根据国内外一些运行经验表明，如果对交联聚乙烯电缆施加直流电压，直流耐压试验在绝缘中的应力分布与实际交流运行电压在绝缘中的应力分布是不同的。
前者主要按电阻分布，后者主要按电容分布，所以直流耐压试验并不能反映交联聚乙烯电缆的故障及实际运行情况；直流耐压试验不仅不能有效地发现交联聚乙烯电缆绝缘中的水树枝老化现象等绝缘缺陷，而且由于空间电荷的作用，还容易造成高压电缆在交流情况下某些不会发生问题的地方，在进行直流高压试验后，投运不久即发生过程中被击穿；直流耐压试验时，电缆缺陷部分发生闪络或击穿可能会危害到其他正常的电缆和接头的绝缘部分；直流耐压试验有积累效应，将加速绝缘的老化，缩短其使用寿命。
因此中压电缆不宜采用直流耐压试验！2、通过施加交流试验电压，可以弥补电缆直流耐压试验的不足，并且可以有效地鉴别正常绝缘的绝缘水平。
测量电缆的交流耐压试验最常用的设备是变频串联谐振耐压装置，串联谐振试验装置是运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频控制器的输出频率，使回路电感L 和试品C 串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压。
由于电缆为容性负载，需要很大的试验容量，导致试验变压器体积太大，搬运比较困难。
因此也不宜采用串联谐振耐压装置！3、除串联谐振耐压之外，还以采用超低频耐压试验装置进行电缆的交流耐试验。
变频谐振技术在SF6绝缘电器现场交流耐压试验中的研究应用
和 国 电力 行 业标 准 《 气体 绝缘 金属 封 闭 电器现场 耐 压试验 导则 》Ｄ ／ ５ ５ ９ Ｌ Ｔ ５ － ４推荐 ，现 场 的 Ｇ Ｓ试验 可 Ｉ
６ ｌ
变 频谐 振 系 统包 括 变 频 电源和 控 制单 元 （ ） １， 调压 器 （ ） ２ ，励 磁 变压 器 （ ） ３ ，固定 电感 的 电抗 器 （） ４ ，容 性分 压器 （ ） ５ ，杂散 电容 （ ） ６ ，试 品 （ ） ７。
通 过调 节 频 率使 系 统达 到 谐振 ，在 串联 电压 下
以采用更 高 的频 率范 围 ３ 一 ３ ０ ｚ Ｏ ｏＨ 。
２ Ｓ ６绝 缘 电器 现 场 交流 耐压 试 验 的必 要 性 Ｆ
Ｓ ６气体 绝缘金属 全封 闭组合 电器 ， 为一种新 Ｆ 作
来危 害 。这 就意 味着 试验 中的 故障 机理 应 与 电器 运 行 中的机 理有 相 同物 理过 程 。为 了加 速 这一物 理 过 程 ，试 验 电压 要 高于运 行 电压 。根据 上 述原理 ，实
一
台经 过 工厂 的 型式试 验 、出厂 试验 的 电器 设备 ，
些 偶然 原 因 ，会 导致 其绝 缘水 平 的 降低 。在现 场
到 达现 场 后 的验 收试验 的 目的主 要是 检查 该设 备是
安装过 程 中难 免有 外 界杂质 、导 电微 粒 混入 设备 内 部 ，绝 缘 子表 面受 潮 以及 设 备运 输过 程 中也可 能会 出现不 正 常位移 和 其他损 坏 现象 。这 些 都构成 了设 备 运行 的 巨大 隐患 ，但运 行 中 的设备 发 生击 穿放 电
低频减载在电网稳定控制的应用
系统频率 的波动直 接原 因是发 电机输入 功率 与输出功率 之间 的不平衡 ， 众 所周 知 ， 单 一 电源 的系统 频率 是 同步 发 电机转速 的函数 ：
， 一
‘
６ ０
ｒ ｒ ＿一 电机 的转 速 ， ｒ ／ ｍｉ ｎ ； ｆ ＿一 电力 系统 的频率 ， Ｈｚ ； 电机 的极对 数 ； 对 于一般 的火 力 发 电机 组 ， 发 电机 的极对 数为 １ ， 额定 转速为 ３ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ， 亦 即额 定频率 为５ ０ ＨＺ 。 此时， 系统 频率 又可 以用同步 发 电机的角 速度 的函数 来 表示 ：
显然不 能只重 视前两 者而忽 略第三 者 。 近 些年 多次惨痛 的大停 电事 故表 明电力
系统 的频率稳 定 已经 成为 相 当严 重 问题 。 因此对频 率波 动 的研 究 刻不容 缓 ， 低 频减 载的 正确 应用 是 电网安 全稳 定运 行 的有 力保证 。
一
频 率 波动 的原 因
电。
：
ａ
一 一
输入 机械 转距 ； 输 出 电磁转 距 （ 忽 略 空载转 距 ， 即负荷 转距 ） ；
一
一
Ｊ 一 一 发 电机组 的转 动 惯量 ；
ｄ ｗ
一 一
—
发 电机 组 的角 加速度 ；
为 了研究 系统 频率 变换 的规律 ， 需 要研 究 同步发 电机 的运动规 律 。 同步发 电机 组 的运动 方程 为 ：
△ ： — ｄ ｗ
—
为保 证频 率运 行于 额 定值 ， 通 常在 电力 系统 中采用 了两类 控 制措施 。 （ １ ）正常 运行 时 采用 自动 频率 控制 （ ＡＦ Ｃ ） ， 或称 为 自动发 电控 制 （ Ａ ＧＣ ｏ 其任 务是 在负 荷缓 慢变化 时 ， 调节 发 电机 的 输出功 率 ， 以保 持系统 中联 络 线的 功率于 规 定值或 不超 过允 许值 ， 同时在调 节 发电功 率 时， 还 要考 虑按 最优 经济 原则 分配 机组 出力（ Ｅ Ｄ Ｃ ） 。 （ ２ ） 紧 急状 态下 采取 低频 减 载措 施 。 其 任务 是系 统 中有 功功 率 出现大 的扰动 ， 频 率 出现大 的偏差 时 ， 使 系统频 率快 速恢复 到可 以安全运 行的范 围 以内 ， 以保 证 电网的安全 和对 重要用 户的供
220MW机组励磁系统进相运行试验及PSS试验
220MW机组励磁系统进相运行试验及PSS试验刘 伟Ξ(华电能源牡丹江第二发电厂,黑龙江牡丹江 157015)摘 要:讲述220MW发电机组励磁系统进相运行试验及PSS试验的原因、过程、效果以及应用情况,并重点介绍S J—800微机励磁调节器在PSS试验中的调试方法。
关键词:进相;PSS;调试;应用 随着现代电力工业的飞速发展,系统容量不断扩大,电力系统对运行稳定的要求愈来愈高。
励磁系统中一些对系统暂态稳定、静态稳定有提高作用的附加控制信号和稳定环节逐步引起人们重视,发电机进相运行控制和电力系统稳定器(PSS)就是两个重要课题。
发电机进相运行是一种同步低励磁持续稳定运行方式,该方式运行时,发电机发出有功功率的同时,可不发或从系统吸收无功功率,是解决电网低谷运行期间,电压过高、无功过剩的一种简便、可靠、经济性较高的有效措施。
电力系统稳定器(PSS)能提供合适的阻尼转矩,增加系统阻尼,抑制系统低频功率振荡。
在发电机受到较大扰动后能使发电机的运行特性平稳地过度到事故后的功率特性曲线,提高稳定性。
PSS环节在大型发电机的励磁系统上已得到了广泛的应用,成为现代励磁调节器不可缺少的功能之一。
220MW机组励磁系统主要技术参数如表1所示:表1 220MW机组励磁系统主要技术参数名称型号额定容量额定电流额定电压功率因素额定励磁电流额定励磁电压发电机QFS N-220-2258800kVA9488A15.75kV0.851884A462V主励机JL-1150-41150kVA1600A415V0.91149A48.9V付励机TFY-46-50046kVA165A161V0.875整流柜G LF-202000A1000V变压器SEP-240000240000kVA242Π15.75 一、进相运行试验发电机在有功功率为120MW、160MW、220MW三种工况下,每点进行了四小时进相运行试验。
制约进相运行深度的因素主要是自动励磁调节器进相运行控制稳定环节、发电机定子端部铁芯和金属构件的温度限制和厂用电电压的限制。
对高压交联电缆变频谐振耐压试验现场应用
对高压交联电缆变频谐振耐压试验的现场应用探讨摘要：本文根据现场专业作业人员的现场实操经验，对高压交联电缆的直流耐压试验进行实际运用效果的阐述，并通过与交流耐压技术进行比较——选择子变频谐振设备开展高压交联电缆的现场交流耐压试验，提出运用操作要点，以供同行参考。
关键词：高压；交联电缆；直流耐压试验；交流耐压试验；变频谐振0 前言近年来由于交联聚乙烯(xlpe)绝缘电力电缆以其特有的载流能力强、维护费用低、使用寿命长、价格低廉、施工周期短等优点，已经逐步成为高压电力电缆发展的主流方向，在城网改造和大型工程项目中得到了广泛应用。
目前国内部分主要城市电网35kv及以上电压等级xlpe绝缘电力电缆已经逐步取代油纸绝缘电力电缆，这就使得如何有效进行xlpe绝缘电力电缆的绝缘试验就尤为重要。
传统的直流耐压试验方法在油纸绝缘电力电缆试验中取得很好效果，能够检测出油浸纸绝缘内部的缺陷，保证电缆安全运行，同时还具备试验设备重量轻，可移动性好，容量低等优点，在油纸绝缘电缆试验中得到广泛应用。
但xlpe电力电缆绝缘属于整体绝缘，与油浸纸绝缘电缆的复合型绝缘不同，其绝缘介质在直流电场与交流电场下的场强分步、绝缘老化与绝缘击穿机理都不同，因而xipe 绝缘电缆进行直流耐压试验无法模拟电缆实际运行状况，试验效果差；并且直流耐压对长度较长的试品而言，因试品容抗c值与电缆长度成正比，易造成直流试验完成后容抗电流的处理有一定的要求，故而有一定的危险性，存在一定的缺陷与不足。
因此目前xlpe绝缘电缆竣工试验与预防性试验应采用交流耐压试验方法：国家有关标准（iec60502，iec60840，iec62067）对额定电压为1～30kv，30～150kv，150～500kv的电力电缆都要求做交流耐压试验，频率为30～300hz。
以下将对目前已逐渐推广运用的交流耐压技术进行叙述，并针对变频谐振试验做简要说明。
1 交流耐压技术简介1.l超低频耐压试验（f＝0.1hz）超低频耐压试验能大大降低交流耐压试验设备的容量、质量以适于现场试验，理论上可以降低试验设备容量的500倍。
交流耐压
利用串联谐振作耐压试验有两个优点：①若被试品击穿，则谐振终止， 高压消失；②击穿后电流下降，不致造成被试品击穿点扩大。
3、并联谐振电路
当试验变压器的额定电压能满足试验电压的要求，但电流达不到 被试品所需的试验电流时，可采用并联谐振对电流加以补偿，以解决 容量不足的问题，
注：括号内低电阻接地系统。
额定电压 (kV)(kV)
＜11 3 6 10 15 20 35
110 220 500
最高工作电压 (kV)(kV)
线端交流试验电压值（kV）kV） 中性点交流试验电压值（kV）kV）
出厂或全部更换 交接或部分更换 出厂或全部更换 交接或部分更换
绕组
绕组
绕组
绕组
≤11 3.5 6.9 11.5 17.5 23.0 40.5 126 252 550
25 21 25 21 30 27 30 27 30 30 30 30 30 27 32 32
6
7.2
20 17
(20) (17) (20) (17) (20) (18) (20) (18) (20) (20) (20) (20) (20) (18) (20) (20)
35 30 35 30 42 38 42 38 42 42 42 42 42 38 42 42
1.额定励磁电压为500V及以下，为额定励磁电压的10倍， 并不应低于1500V；
2.额定励磁电压为500V以上，为额定励磁电压的2倍加 4000V。
三、隐极式转子绕组不进行交流耐压试验，可采用2500V兆 欧表测量绝缘电阻来代替。
发电机和励磁机的励磁回路连同所连接设备的交流耐 压试验，其试验电压应为1000V；水轮发电机的静止可 控硅励磁的试验电压，应按转子第二款的规定进行； 回路中有电子元器件设备的，试验时应将插件拔出或 将其两端短接。 注：不包括发电机转子和励磁机电枢的交流耐压试验。
220MW机组励磁系统进相运行试验及PSS试验
功波动，波动幅值约为１４ＭＷ。投入ＰＳＳ功能后，再做发电机 电压给定阶跃±２％试验，试验录波曲线如图５所示。
万方数据
220MW机组励磁系统进相运行试验及PSS试验
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 刘伟 华电能源牡丹江第二发电厂,黑龙江,牡丹江,157015 中国电力教育 CHINA ELECTRIC POWER EDUCATION 2008(z2)
Ｉ
１
ｌ
ＫＰＳＳ ００１０Ｈ
Ｔ１ ０１ＥＨ
１２ ０１Ｆ４Ｈ
Ｔ３ ０Ｄ６４Ｈ
Ｔ４ ａＤ０｜５Ｈ
试验结果表明，ＰＩＤ环节计算正确。 ２．发电机空载时电压给定阶跃试验
图３机端电压为额定时做±５％阶跃试验波形圈 发电机达到额定转速，并升到１５．７５ｋｖ额定电压后，进行
Ｕｌ加ａｘ
５％和１０％阶跃量试验，调整ＡＶＲ参数，使之符合标准要求。
圈５投入ＰＳＳ功能后试验录用波曲线 从图５波形中可以看到，发电机输出无功的变化引起有 功波动，波动幅值减小到约９ＭＷ，证明ＰＳＳ环节是有效的。 ６．满负荷情况下Ｐｓｓ的投、切试验 机组处于满负荷状态，投入ＰＳＳ和切除ＰＳＳ功能，被试 机组有关各量应无扰动。ＰＳＳ投入运行后，人为按最快的有 功功率变化速度调节改变机组出力变化１０％。在增、减负荷 过程中进行录波，观察有无“反调”现象。若。反调”明显，则 应采用“闭锁ＰＳｓ”功能，即在机组增、减出力过程中，暂闭锁 ＰＳＳ的输出。 三、效果与应用 进相运行试验结果表明在进相稳定运行区域内，发电机 端部铁芯和金属构件的温升以及６ｋＶ厂用电电压的降低均 不构成对发电机进相运行限制，发电机在该区域可以稳定运 行，且对２２０ｋＶ系统有明显的降压作用。（２２０ｋＶ母线电压能 下降２—３ｋＶ）江苏电网２２０ｋＶ系统夜间、节假日电压偏高、无 功过剩，牡二电厂２２０ＭＷ机组具备了进相运行的条件后，可 在电网低谷期间稳发满发，具有良好的经济效益，目前公司 两台２２０ＭＷ机组已按试验后的进相运行限额运行。 Ｐｓｓ试验结果表明。ＳＪ一８００微机励磁调节器ＡＶＲ、ＰＳＳ 环节的模型正确。ＰＳＳ试验表明励磁调节器的Ｐｓｓ参数设置 正确，可以为低频振荡体提供阻尼。从波形中可以看到，发
两种电缆耐压试验加压方式VLF和OWTS的对比
1、超低频（VLF）0.1Hz 的与 50Hz 有极大的 差异，无等效性可言，国际大电联组织在上个世纪 末否定了这种方法。 2、0.1Hz 即 10 秒钟一个变化周期，相当于 做直流耐压，诊断变成了耐压试验如果测试时间较 长，那么电缆绝缘会被破坏并大大增加击穿的可 能。 3、研究表明：0.1Hz 的超低频试验会引起电 树，并促使其发展，它会使敏感的被测物受到不可 逆转的损坏。 4、测试电压 0.1 甚至是 0.01Hz 信号，从 0KV 上升到峰值需要 2.5 秒或 25 秒，实际是一个直流 加压过程。 5、PDIV 值时高时低。 6、需要长时间加压来得到能够进行准确评估 的足够多的数据。那么高压就会对电缆产生不可逆 转的破坏。 7、大多数平行局放（即同时产生的）不会被 检测到，因为它只能被最高的局放触发。 1、振荡波（OWTS）的工作频率与 50Hz 有严格的等效性，国际 大电联已经将这种方法国际标准，中国也将此方法列入推荐标准。
2、OWTS则是沿着一个斜坡充电（准确的说是电容根据EX 波形充 电） ，所以OWTS没有直流加载到试验电缆上，衰减的振荡波 幅值是衰减不会破坏电缆。 3、基于串联谐振的振荡波，可以做耐压试验。所有的局 放信息都将被保留。可以设定重复冲击的次数，用于出厂前 的严格局放调试。
20
AC
18
DAC
16
Inception voltage [kV peak]
14
4、PDIV值相对稳定。PDIV主要受电压变化斜率影 响。它直接引发绝缘中气隙局放。图可见，DAC与 50Hz在不同类型的电缆上的PDIV非常
0 G1 G2 G3 G4 G5 C1 C2 C3 C4 C5
12KV
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运行与维护
翼靡鬓鑫缀鬓鬓矍撇黔婴蔓
电机耐压
.湖南株洲电业局全朝春李爱元曾勇
武汉大学电气工程学院关根志
湖南省超高压管理局范鹰
摘要
对大电机进行工须交流耐压试验时，试验设备笨重，很不方便。因此，通常采
用0.1Hz超低频耐压试验等方法。文中介绍了0.1Hz超低频耐压试验的特点、采用的
设备及试验电压标准的选择。
随着电机容量的增加，发电机绕
组对基座及地的电容越来越大。在对电机定子绕组进行传统的工频交流耐压试验时，所需的试验变压器的容量也越来越大，试验设备也很笨重，工作起来很不方便。如果降低交流耐压试验的频率，将工频50日z降低到0.1日z即超低频试验时，则试验变压器容量理论上将降为工频的1/500。用3一5kVA容量的0.1日z试验设备就已经能够解决工频试验容量数百千伏安的试验。因此，使用0.1Hz超低频耐压试验设备具有极大的便利性。相同，因此超低频耐压试验和工频耐压试验具有等效性。
匕.能发现绕组端部绝缘缺陷。
在工频电压下，从线棒流出的电容电
流，在流经绝缘外面半导体防晕层时造成了较大的电压降，导致端部的绝缘线棒承受的电压减少。而在超低频下，由于电压频率大大降低，从线棒流出的电容电流大大减少，半导体防晕层上的压降也大大减少，故端部绝缘上电压较高，便于发现缺陷。c.绝缘内部局部放电明显减少。d.能延长电机绝缘的使用寿命。1超低频耐压试验的特点采用超低频耐压试验设备进行发电机定子绕组耐压试验，不仅设备轻巧，工作方便，而且还具有以下特点。a.具有交流耐压试验的优点。复合电机内部绝缘介质上的电压都是按照电容分布的，即0.1日z频率下的电压分布与50日:频率下的电压分布基本2超低频耐压试验设备的组成0.1Hz超低频耐压试验设备主要由超低频正弦波高压产生部分和测量部分组成。2.，超低频正弦波高压发生器超低额正弦波高压发生器目前比较先进的技术是用超低频信号对高频信号进行调制，然后利用变压器升压，再解调得到高压超低频正弦波形。0.1日z超低频电压发生器原理图如图1所示。先由工频电源整流为稳定的直流电压，再通过逆变电路转换成1000Hz的高频电压。1000Hz高频电压受到0.1Hz振荡电压的调制，
经过升压和整流之后，形成正极性高
电压和负极性高电压，经过电压控制
的压敏元件在峰位换相，形成正弦波
电压，最后通过压敏电阻器VDR1,
VDR2和电容器c进行解调，输出试验
用0.1Hz超低频正弦波高电压。
0.1日z超低频电压发生器采用的
工作方式是零点切换，即晶闸管的开
和关都在正弦交流电零点附近完成，
确保了小正弦半波的完整性。这样一
来，产生的高次谐波很少，不易污染
电网。
2.2超低频电压测量系统
0.1Hz超低频电压测量系统的原
理为:用分压器对高压信号分压，然
后对分压得到的信号进行采样，采样
结果送液晶显示器实时显示，并通过
单片机计算试验电压值，送到液晶显
示器显示结果。
7812008.1/2电力系统装备
VDR2
1000Hz
220V
图10.1Hz超低频电压发生器原理图
3.，替代工频及直流电压试验
试验经验和理论分析表明，直流
试验比较容易发现线圈端部的缺陷，
工频耐压试验比较容易发现线圈槽部
的缺陷。而0.1日z电压介于直流电压与
50Hz工频电压之间，兼有直流电压与
50Hz工频电压在发现电机线圈绝缘缺
陷方面的优势。实测表明，0.1Hz耐压
试验既能发现线圈槽部的缺陷，也能发现线圈端部的缺陷。因此，0.1日z耐压试验既可以替代工频耐压试验也可以替代直流耐压试验。3.2复合绝缘内部各介质上的电压分布经研究得出，在多层复合绝缘中，两层相邻介质在交流电场中的电场强度和介电常数成反比。在0.1一50Hz范围内，不同介质上的电压分布均按电容分布，因此从工程角度看，0.1Hz下电压分布与50日:下电压分布相同。3.3绝缘内部局部放电发电机定子绝缘由于运行日久或冷热循环及制造不良等原因，绝缘内部发生分层或部分裂纹形成气隙，可能在耐压试验电压下产生局部放电。部分老化或者制造不良的绝缘在工频电压下往往会产生强烈的局部放电，对绝缘材料产生明显的破坏作用和老化积累作用，而0.1Hz频率电压下的局部放电则要小得多。3.4介质损耗由于绝缘材料的改进，近代高压电机绝缘介质性能优良，不易吸收潮气，在工频试验时，基本上没有因绝缘介质损失造成热击穿现象。在0.1Hz电压下绝缘介质损失比50Hz/1、得多，因而更不会引起问题。3.5绝缘击穿等价系数两个绝缘结构和绝缘状况(老化程度，缺陷)相同的线棒，其0.1Hz的击穿电压值和50Hz的击穿电压值是不相等的。由于频率不同，50Hz电压下比0.1Hz电压下局部放电量大、介损大，所以实际上线棒内的击穿效果不一样，即50日z的击穿电压比0.1Hz的击穿电压低。为了便于比较绝缘在不同频率电压下的击穿电压，引入了击穿等价系数/3=Uo.1/Us0，其中U0.1为0.1日z下的击穿电压值，U*为50Hz下的击穿电压值‘等价系数通常是在发电机整机线圈上采用0.1Hz电压和50Hz电压递增交替对比测定，使0.1Hz的试验对有缺陷的绝缘的击穿效果与50日z的试验相同，通常取刀=1.204.，试验电压幅值我国0.，日z正弦波波形试验电压峰值为UO.,=1.2Uao，其中U5。为预定的工频试验电压有效值(大修时为1.5U,,)。试验持续时I9I为1min，升压方式为1min内将0.1Hz电压自0均匀上升至试验值。4.2试验电压波形试验电压波形有两种形式。一种是以0.1Hz余弦方波测试，兼有直流和交流的优点，效果良好，但现场测试较复杂，且故障判断不直观。另一种是以0.1Hz正弦波测试，由于其不具有直流分量及累积效应，可进行介质损耗、局部放电试验，故障判断直观简单。因此，现在国内的一些测试设备，基本上都是以0.1Hz正弦波进行测试。a.0.1Hz超低频交流电压试验可以替代工频及直流电压试验。这种方法具有试验容量小、设备轻巧、对电机绝缘损伤小的优点。
b.0.1Hz超低频电压与50Hz工频
电压对叠层复合绝缘缺陷的检验能力
是相同的，即两者有较好的等效性。
c.对电机定子线圈试验而言，
0.1Hz耐压试验既能发现线圈槽部的缺
陷，也能发现线圈端部的缺陷，并且
0.1Hz超低频余弦方波电压比0.1日z超
低频正弦波电压更为理想。
d，由于0.1Hz超低频试验电压
与电网运行的50Hz电压频率相差很
大，因此在现场试验时可有效地抑制
干扰。曰口
作者简介:全朝春(19了!一)，
男，硕士，工程师，研究向为高电压
与绝鳍=fit术。
I电力系统装备2008.1/2179