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串聯(lián)諧振試驗如何選配電抗器

來源:武漢三新電力設(shè)備制造有限公司   2021年03月29日 14:09  

一、客戶需求

近期接到客戶來電,需要一套交流耐壓試驗方案,客戶提供需求如下表:

交流耐壓試驗

試驗對象

試驗電壓(kV)

試驗時間(min)

10kV/300mm2 電纜 4.5km

22

5

35kV/300mm2 電纜 1.8km

52

60

35kV 電壓等級開關(guān)柜

95

1

110kV/300mm2 電纜 1km

128

60

110kV/50MVA 主變?nèi)^緣

160

1

110kV 電壓等級開關(guān)等變電氣設(shè)備

265

1

 

看到這個需求列表,我們首要想法這就是一套串聯(lián)諧振試驗方案,但如何選出所需的串  聯(lián)諧振配置呢?


首先我們看到試驗時間Z長的為 60 分鐘,電壓需求Z高是 265 千伏。那這套串聯(lián)諧振工作時間就是Z低要求

的為60 分鐘耐壓電抗器和不低于265 千伏的配置;

知道了客戶耐壓時間需求和Z高電圧, 接下來就是要查詢試驗對象的電容量和計算Z大電流?和如何配置電抗器節(jié)數(shù)?

如何計算呢?

這就要通過軟件了,如右圖 1APP

變頻串聯(lián)諧振計算

二、計算電容量

根據(jù)試驗對象,在右圖 2APP 中查詢試驗電容量;

 串聯(lián)諧振計算公式

1、10kV/300mm2 電纜 4.5km 的交流耐壓試驗,電容量≤1.6897uF;

235kV/300mm2 電纜 1.8km 的交流耐壓試驗,電容量≤0.3501uF;

3、110kV/300mm2 電纜 1km 的交流耐壓試驗,電容量≤0.147uF;

4、110kV/50MVA 主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗電容量≤0.02uF

三、電抗器裝置容量配置驗證

驗證

1、10kV/300mm2 電纜 4.5km 的交流耐壓試驗,電容量1.6897uF,試驗頻率 30-300Hz,試驗電壓 22kV,試驗時間 5min。

得知電壓為 22kV,我們可以選擇單節(jié) 27kV 的電抗器,例如:54kVA/27kV/2A/60 /96H 的電抗器為例帶入公式進(jìn)行計算:

因為試驗電壓為 22kV,單節(jié)電抗器為 27kV,所以要單節(jié)電壓為 27kV,電流 2A,電感為96H;

代入公式:電感特性為串聯(lián)時相加、并聯(lián)時相除,電感為96÷5=19.2H,有互感可以忽略,電流為 2A,再代入頻率計算公式,頻率為 27.942,代入電流公式,計算電流為 7.15A, 需電抗器配置為 6 節(jié)并聯(lián)。

L=96/5=19.2H ,則:

f=1/2πLC=1/(2×3.14×19.2×1.6897×10-6)=27.942HzI=2πfCU =2π×17.942×1.6897×10-6×22×103=6.527A

 

故電流滿足要求,電壓 22kV 也滿足要求,頻率 27.942Hz 20—300Hz)之間,也滿足要求,此配置可滿足被試品要求。

 串聯(lián)諧振交流耐壓試驗

其他按此計算就可以了:

2、35kV/300mm2 電纜 1.8km 的交流耐壓試驗,電容量0.3501uF,試驗頻率 30-300Hz,試驗電壓 52kV,試驗時間 60min。

使用電抗器兩節(jié)串聯(lián)(系數(shù) 1.15)兩組并聯(lián),則 L=96×2×1.15/2=110.4H ,則: 試驗頻率:f=1/2πLC=1/(2×3.14×√110.4×0.3501×10-6)=26.601Hz

I=2πfCU =2π×25.601×0.3501×10-6×52×103=2.928A

 

4、110kV/300mm2 電纜 1km 的交流耐壓試驗,電容量0.147uF,試驗頻率 30-300Hz,試驗電壓 128kV,試驗時間 60min。

使用電抗器五節(jié)串聯(lián)(系數(shù) 1.2)兩組并聯(lián),則 L=96×5×1.2/2=288H ,則: 試驗頻率:f=1/2πLC=1/(2×3.14×√288×0.147×10-6)=24.461Hz

I=2πfCU =2π×24.461×0.147×10-6×128×103=2.892A

 

5、110kV/50MVA 主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗,電容量≤0.02uF,試驗頻率 45-65Hz,試

 

驗電壓不超過 160kV,試驗時間 1min。

 

使用電抗器四節(jié)串聯(lián)系數(shù) 1.25,則 L=96×6×1.25=720H ,則:試驗頻率:f=1/2πLC=1/(2×3.14×√720×0.02×10-6)=41.942Hz試驗電流:I=2πfCU   =2π×41.942×0.02×10-6×160×103=0.843A

因此得出結(jié)論,54kVA/27kV/2A/96H 電抗器滿足實驗要求,峰值電壓為 265kV,

所以能確定節(jié)數(shù)為 10 節(jié)。

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