基于正态模型的电气试验方法研究

何雅馨

摘要：由于传统电气试验方法计算得到的电气参数不准确，难以实现不同类型设备的故障检测，研究基于正态模型的电气试验方法。通过获取电力设备特性，选取合理的电缆长度导纳值，利用正态模型计算电气参数，设置电气输入功率标准值检测缺陷，来完成电气试验方法。实验抽取5种不同型号的故障汽轮电机，检测文中方法与传统方法的准确性，得出文中方法对于5种不同型号电机都能准确检测，两种传统方法则在不同程度上都出现了失误，可见文中方法的准确率优于传统方法。

关键词：正态模型;电气试验;电气参数;输入功率;

中图分类号：TM83文献标识码：A

0引言

电气试验是检测电气设备的性能，目的是确保电网的安全运行，在进行电气试验后，试验的数据记录至关重要。在我们的日常生活中，使用的发电机以及配电设备，都与电气息息相关。在电气的实际运行中，可能会出现很多电气故障，需要借助多种设备和工具对其进行检测，在借助有效的先进的技术前提下，试验方式也是重要环节，好的试验方法能够，节省成本以及检测时间。随着我们生活的需要，电力需求越来越大，变电站也日益增多，因此，对电气设备的性能检测势在必行。

1基于正态模型的电气试验方法

1.1获取电力设备特性

在对高压电气设备进行试验的过程中，经常会出现由于高压电气试验设备的隔离操作不规范，产生不安全问题的情况，这是因为在高压电气试验开展的过程中，由于运行设备与试验设备之间的距离小于安全距离，导致最终的试验结果受到了严重的影响，比如，二次侧隔离问题就经常被忽视。与此同时，很多高压电气试验工作人员都认为，当电力系统中存在问题时，将高压侧停电，就不会存在任何安全隐患。这样的错误认知对高压电气试验的有效开展以及结果的准确性都造成了严重的影响。除此之外，影响高压电气试验运行效率的不安全因素还包括环境问题、设备引线问题、接地问题等。其中，高压电气试验接地作为一种安全措施，能够保证工作人员的人身安全以及高压电气试验的准确性，是高压电气试验操作中应该被重点关注的内容。

電力电缆分为，绝缘层、金属护套以及导体，其中导体存在的意义是传导电流，主要运用的材料有铜、铝、银、钢等。导体的规则是，同心地相继绞合不同方向。在分析电缆电气特性时，先确定电缆线路的传输矩阵，通过传输矩阵来确定线路的电流、电压变化情况，推导出，无功率沿电力网传送，将引起电压损耗，因此会使电路产生很多容性无功功率，准确的分析应该是，在传输矩阵中采用并联方式。因为这样的操作，在现实试验中难以实现，所以，每隔单位长度补偿一部分容性电纳，计算没有补偿情况下，电缆长度导纳值，如下公式1所示：

公式1中：表示电缆回流电阻;表示电缆绝缘层的平均半径;表示护套的直流电阻;表示相导体的半径;表示内绝缘层的平均半径。长距离的电缆输电，需要固体绝缘的受热状态，约束电缆安全稳定运行的条件是，无论是否有负载，稳态电压都不能超过最高的有效电压值。针对这个问题，采用在运行中，将工频电流固定来达到基本的性能标准 [1]。

1.2基于正态模型计算电气参数

根据正态模型均匀分布参数交流输电分析后，引入传输矩阵，用于计算电缆抗矩阵的计算，如下公式2所示：

公式2中：表示导体的单位长度;表示电阻频率;表示导体之间的距离;表示几何半径。

根据推导公式，计算在不同频率下的正序与零序阻抗，正序阻抗电感与零序阻抗电感，在一定程度上相等，在特殊情况下，它们之间产生差距。如下表1所示：

在电缆设于同一区间时，电缆距离不相等，根据已得到的参数电阻、电感计算不带铠装的电缆参数，导体的电容和电导，由下公式3计算得到：

公式3中：表示导体电容的内径;表示电导的护套内径;表示导体装层内径;表示电感参数中，导体与护套的电常数[2]。根据公式（3），计算相应的电纳，如下公式4所示：

公式4中：表示导体装层的厚度;表示狄安娜的介电常数;根据此公式计算电缆导体的电阻，如下公式5所示：

公式5中：表示电缆导体的交流以及直流电阻;表示电阻的效应系数;表示电缆集体效应系数;表示直流电阻。将计算好的电缆导体参数记录下来。

1.3设置电气输入功率标准值检测缺陷

将发电机处于满负荷状态，对发电机组进行空载测试，首先闭合发变组附近存在的回路开关，然后接入定子开关，进行保护回路。将发电机组空载特性做好记录，整理出电气输入功率标准值，进行缺陷检测。流经钳型电流表的电流幅值小于15mA时，保护电流互感器TA的二次电流不能小于15mA。对于交流电的某些波形，平均值与有效值之间存在一定的比例关系。以正弦波为例，计算标准值如下公式6所示：

公式6中：W表示电压、电功率直流;表示电流转换后的直流电信号。将公式中求出的标准值应用并检测。根据调研，a电场在试运行期间，在负荷值为4.5MW停机汽轮机出现故障，在机器正常运行时气门不明原因地关闭，变机组吸收电力系统功率。将定子电流增加到额定值，随后断开连接，并关注测试点的电压，增加定子的电流值，提高发电机电流。测量电力系统的相关电流回路，并验证相关回路的有效性[3]。

2实验测试

实验抽取5种不同型号的故障汽轮电机，运用文中方法进行检测，测量方法是根据所得数据，绘制出各个设备电压、电流之间的相位关系，判定各个保护回路的准确性，检查保护的方向。将测试结果与两种传统方法进行比对，如下表2所示：

根据表2检测结果可知，文中基于正态模型的电气试验方法，对于出现故障、存在缺陷的不同型号电机，都能够检测正确，而两种传统方法对不同电机的故障检测，都有检测结果错误的情况出现。由此可见文中方法准确率优于传统方法，适用于电气试验。

3结束语

在电气试验检测中，机器发生故障或者机器本身存在缺陷，将会导致一系列问题的出现，综合电力设备的特性，设置电气输入功率标准值检测缺陷的方法，会在一定程度上提高电气试验的正确率，本文提出的方法具有稳定性。在目前企业经济能力条件下，可以对这些高压电气设备来进行一定的改进，保证其试验结果的准确性，这样不仅可以有效的提高工作效率，同时也有利于企业经济效益的实现，推动企业的快速发展。

参考文献

[1]郭川.高压电气试验技术中存在的问题分析及对策[J].大众标准化，2021（06）：166-168.

[2]陆志航.电气设备高压电气交接试验研究[J].电力设备管理，2021（03）：43-45.

[3]张烁.高压电气设备检修试验中的问题及措施分析[J].中国设备工程，2021（02）：70-71.