大容量一体化调控技术的实现方法研究
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摘要：工频交流耐压试验中，调压器和控制台目前多为分离控制调节，设备在运输、吊装过程中，损坏频繁，故障率高。为此，提出了一体化调控装置，便于试验设备操作，提高防护等级，紧凑型设计，减少了连接环节，提高设备的可靠性，降低了维修成本。结果表明，大容量一体化调控技术现场应用情况良好。
0 引言
在目前的工频交流耐压试验设备中，调压器和控制台多为分离控制调节，试验设备容易因运输、吊装发生故障或损坏，严重影响了电力设备交接试验和诊断性试验工作的效率，也给电网的安全稳定运行带来了很大隐患。
研究把工频交流耐压试验中分离的调压器和控制台设计成为一体化调控装置，并改进调压装置的组合方式，采用集成式控制单元，减小设备的主尺寸，紧凑型的设计减少了连接环节，有效地提高了耐压试验装置的防护等级和可靠性，节省了维修成本，有显著的技术效益和经济效益。
1 工频交流耐压试验原理
运行中的电力设备，受到大电流、强磁场、温升和机械振动等因素的影响，容易发生绝缘劣化，甚至形成设备缺陷。
作为输变电设备诊断性试验的重要组成部分，工频交流耐压试验是检验被试设备绝缘承受各种过电压能力最严格、最有效的手段。它是通过对被试设备施加一定的电压，并保持规定的时间，以考察该设备绝缘材料承受各种电压的能力。工频耐压试验的电压、波形、频率等电能质量指标以及在试品绝缘内部的电压分布都和设备的实际运行状况非常接近，因此能及时发现试品的绝缘缺陷。
许多例行试验，如绝缘电阻试验、回路电阻试验、直流泄漏电流试验以及直流电阻试验等，由于其试验电压低于试品的运行电压，对一些绝缘缺陷往往不能及时发现。所以，以上试验合格后，方可进行工频交流耐压试验。对于例行试验发现的绝缘缺陷应设法消除，并重新试验合格后进行工频交流耐压试验，以免在耐压试验中发生绝缘击穿，造成绝缘缺陷扩大，增加状态检修工作量，影响供电可靠性和电网安全稳定运行。
工频交流耐压试验一般用外部工频交流电源作为输入电源，经过试验变压器，直接输出交流试验所需的高电压加压到试品上。通过调压器对试验电压进行调节，通过控制成电压、电流的测量、显示、保护、报警等功能。其原理接线图如图1所示。
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图1 工频交流耐压试验原理接线图
2 大容量一体化调控平台的主要创新点
本项目对调压器改进组合方式，减小主尺寸，有效利用空间。
集成控制单元，变分立元件为集成方式，缩小控制台体积。
把调压器、控制台有机组合在一起，给操作提供了极大地方便，有效地提高了交流工频耐压试验装置使用的可靠性。
改变了传统的安装方式，装置使用新型高导磁材料，科学组合。
采用集成控制单元，变分立元件为集成方式，缩小装置的体积。
在一体化调控平台上加装了万向装置，方便了设备的吊装、运输、移动。
3 大容量一体化调控平台
提出的大容量一体化调控装置，由油浸式高压试验变压器和一体化调控平台组成。一体化调控平台由接触式调压器及测量、显示、控制、保护、报警和信号电路等组成。一体化调控平台通过接入380V工频交流电源，调节调压器，接入试验变压器的初级绕组，通过电磁感应原理，来获得所需的试验电压值。该平台与试验变压器配套完成工频交流耐压试验。大容量一体化调控平台如图2所示。
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图2 一体化调控平台结构示意图
该大容量一体化调控平台由接触式调压器及测量、显示、控制、保护、报警和信号电路等组成。该平台对目前分离连接的调压器和控制台进行了紧凑型一体化设计，减小了设备体积，方便了试验操作，增强了试验装置的可靠性。
大容量一体化调控平台的操作元件如下：
1-启动按钮；2-计时按钮；3-停止按钮；4-输出电压调节；5-零位指示；6-工作指示；7-声光报警；8-电源指示灯；9-高压电压表；10-计时整定；11-高压泄漏电流表；12-电流倍率；13-低压电流表；14-过流保护整定；15-电源输入端子；16-电压输出端子；17-仪表端子；18-高压端子；19-接地端子。
大容量一体化调控平台采用新型时间继电器，计时范围更广；采用更精确、更可靠的新型电流继电器，以确保人身及设备安全；电压、电流、时间，状态信息等数据采用大液晶屏显示，读数清晰、直观；带有自动计时功能，当电压自动上升至设定值时，设备自动开始计时，当计时结束时，显示试验结果，设备自动回到零位；可以通过按键直接设定电压变比（带密码保护功能），以连接不同电压等级的试验变压器时，实现了一台控制设备可适应多台试验变压器。
一体化调控装置在操作之前应根据不同被试品的容量、电压等级，先计算好最大工作电流，并调整电流保护器，接地端应良好接地。
4 结论
工频耐压试验大容量一体化调控装置，根据国家最新电力行业标准而设计，它具有界面友好、操作方便、安全可靠、维护简单的优点，可用于对各种高压输变电设备、绝缘材料等进行相应电压下的绝缘强度试验，以检验试品的绝缘水平，发现试品的绝缘缺陷，衡量试品过电压能力，是电网运行、试验、检修相关部门及电力设备制造企业进行设备诊断性试验的首选产品。
参考文献：
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[2]吴剑敏，吴晓春，魏立新，张志英.采用补偿电抗器优化的GIS工频耐压试验系统.江苏电机工程，2011，30（1）：59-61.
[3]金娜.大容量机组一次调频对电网频率控制的影响[D].华北电力大学，2012.
作者简介：
董理科（1984-），男，山西万荣人，助理工程师，主要研究方向为电力系统与电力设备故障诊断。