谐振法交流耐压试验自动计算软件的研究及应用

徐晨 须琳 汪英红

摘要：本文旨在高效、顺利开展设备的交流耐压试验，建立谐振法交流耐压试验设备选配自动计算校核分析软件，根据不同试验原理有针对性的搭建相应的软件模型，使软件的功能齐全，适应性广，其设备的选配均能达到科学合理。对于比较常见且典型的对象如发电机、变压器、升压站等，根据其各自的特点及对试验电压和频率的要求，开发相应的软件模型。在试验前期准备时，通过该软件的计算分析，选择出最合适的试验设备，最佳的组合方式进行试验，使设备成本、人员成本、运输成本降到最低，实现交流耐压试验设备选配计算及分析校核的流程化、规范化、统一化管理。

关键词：谐振 交流耐压 自动计算

为高效、顺利开展各类大型设备的交流耐压试验，试验前耐压设备的选配计算和试验时对重点关注参数的计算就非常重要。笔者在此提出建立谐振法交流耐压试验设备选配自动计算校核分析软件，根据不同试验原理有针对性的搭建相应的软件模型，使软件的功能齐全，适应性广，其设备的选配均能达到科学合理。对于比较常见且典型的对象如发电机、变压器、升压站等，根据其各自的特点及对试验电压和频率的要求，开发相应的软件模型。在试验前期准备时，通过该软件的计算分析，选择出最合适的试验设备，最佳的组合方式进行试验，使设备成本、人员成本、运输成本降到最低，实现交流耐压试验设备选配计算及分析校核的流程化、规范化、统一化管理，软件界面如图1所示。

通过对现有工作模式的研究分析，结合耐压试验相关的标准规程，制定交流耐压试验设备选配计算、校验校核、数据管理的全过程管理应用的技术软件。谐振型耐压试验从原理分为两大类，即串联谐振耐压法和并联谐振耐压法，不同的试验原理交流耐压试验，其设备参数的选型计算均不同，根据不同试验原理有针对性的搭建相应的软件模型，使软件的功能齐全，适应性广，对各种原理的交流耐压试验，其设备的选配均能达到最科学，最合理。该项目具体实施方法和技术路线如下：

（1）、交流耐压试验设备选配计算及分析校核软件的整体布局和框架搭建。根据试验需要分别构建该软件的电脑平台和手机平台的整体布局和框架，确保其功能强大齐全，布局合理，软件界面清晰直观。

（2）、针对不同原理的交流耐压试验搭建相应的软件模型。交流耐压试验从原理分为两大类，即串联谐振耐压法和并联谐振耐压法，不同的试验原理交流耐压试验，其设备参数的选型计算均不同，根据不同试验原理有针对性的搭建相应的软件模型，使软件的功能齐全，适应性广，对各种原理的交流耐压试验，其设备的选配均能达到最科学，最合理。

（3）、针对发电机、变压器、升压站等典型试验对象，完善相应的软件模型。现场交流耐压试验中，比较常见且典型的对象有发电机、变压器、GIS，这些试验对象根据其自身的设备特点及对试验电压和频率的要求，所使用的试验原理不同，其试验方法也有差异，例如发电机多使用工频串联谐振法进行交流耐压试验;变压器通常采用感应耐压和外施耐受电压法，不同试验方法对频率的要求各不相同，感应耐压法一般采用并联谐振，频率要求为10Hz～300Hz ;外施耐受电压法则因电压较高，一般为串联谐振且频率要求为45Hz～65Hz;因此针对不同的试验对象，应严格依据试验标准，在试验前期准备时，根据其对试验电压和试验频率的不同要求，通过该软件的计算分析，选择出最合适的试验设备，最佳的组合方式进行试验，使设备成本、人员成本、运输成本降到最低。该软件可实现试验中各个环节所需试验参数的计算，例如试验电压、试验电流、试验中所需的电源容量及电缆尺寸，以方便试验现场提前准备合适的电源和电缆。由于试验经常处于基建现场，环境较为复杂，试验前通过软件计算好电源容量和所需电缆规格，然后选择出最优化路径的电源，可以大大降低人力和物力成本以及减少不必要的劳力输出。当现场试验对象的参数有变动或与试验前提供的参数不符合，导致原有的设备组合搭配上无法满足现场试验的要求时，利用该软件，可根据现场实际数据，快速高效地实现试验参数的重新计算和试验设备的重新选配，确定设备新的组合方式，代替了原来的现场进行纸质计算，高效且避免错算。

（4）、交流耐压试验设备选配计算及分析校核软件的检核与验收。根据以往收集的大量试验数据，对软件进行多次验证性校核，首先确保软件能够正常使用，无死区，无卡顿、正常运行时不会意外退出;其次，校核软件计算结果的正确性和合理性，通过对同一个试现场试验过程中真实的验证其计算结果的验对象变换计算量，进行反复校核计算，确保软件计算的可重复性和计算结果的正确性。进行现场试验前，利用电脑平台软件和手机软件分别计算出试验设备的选型配置及所需的电源容量和电缆尺寸，在正确性，确保该软件计算结果真实有效。

本研究旨在建立谐振法交流耐压试验设备选配计算及分析校核软件电脑平台和手机平台，通过软件计算出试验所需的参数及设备的最佳组合方式，使设备成本、人员成本、运输成本降到最低，实现交流耐压试验设备选配计算及分析校核的流程化、规范化、统一化管理，提高交流耐压试验的效率，研究成果可适用于火力发电机组各种类型设备的交流耐压试验。

软件的现场应用：2021年在安徽某火力发电机组进行1350MW变压器长时感应耐压带局部放电试验前，试验人员用该软件进行了试验前仪器设备的配置和重要参数的计算，确定了试验时所需电源容量及电缆尺寸、试验时升压变容量及参数配置、电抗器参数配置及试验电压等，并计算出试验回路中总电流计算为359.79A。在实际做试验过程中，试验人员发现试验电流远大于359.79A，达到了900A。现场技术讨论中，排除试验电源容量不足、试验设备选型有误、现场交接试验不当等设备厂家提出的可能，最后将问题归结为厂家出厂消磁措施有误或设备本身质量存在缺陷，后经现场各方一致同意实施现场消磁工作，最终解决了该问题。该试验结果证明前期的设备配置及重要参数计算在试验过程中具有重要的指导意义，正是因为试验时电流远大于计算电流，才引起了试验人员及参试各方的高度关注，最终发现是变压器剩磁過大的问题，排除了变压器自身故障，为试验的顺利进行和工程的如期推进节约了大量的时间。

综上所述，建立谐振法交流耐压试验设备选配计算及分析校核软件电脑平台和手机平台，通过软件计算出试验所需的参数及设备的最佳组合方式，可以使设备成本、人员成本、运输成本降到最低;第二，可及时发现试验过程中异常的试验参数，便于试验人员及时分析和处理，极大的节省了试验时间;第三，可实现交流耐压试验设备选配计算及分析校核的流程化、规范化、统一化管理，提高交流耐压试验的效率，可广泛适用于火力发电机组各种类型设备的交流耐压试验。

参考文献：

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作者简介：徐晨（1990-），女，陕西华县人，工程师，本科，工作方向：发电机组及变电站调试。