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 電壓等級開關柜 | 95 | 1 |
110kV/300mm2 電纜 1km | 128 | 60 |
110kV/50MVA 主變全絕緣 | 160 | 1 |
110kV 電壓等級開關等變電氣設備 | 265 | 1 |
看到這個需求列表,我們首要想法這就是一套串聯諧振試驗方案,但如何選出所需的串 聯諧振配置呢?
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數?
如何計算呢?
這就要通過軟件了,如右圖 1APP
二、計算電容量
根據試驗對象,在右圖 2APP 中查詢試驗電容量;
1、10kV/300mm2 電纜 4.5km 的交流耐壓試驗,電容量≤1.6897uF;
2、35kV/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 主變全絕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 27kV 的電抗器,例如:54kVA/27kV/2A/60 分/96H 的電抗器為例帶入公式進行計算:
因為試驗電壓為 22kV,單節電抗器為 27kV,所以要單節電壓為 27kV,電流 2A,電感為96H;
代入公式:電感特性為串聯時相加、并聯時相除,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 節并聯。
則 L=96/5=19.2H ,則:
試驗頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√19.2×1.6897×10-6)=27.942Hz試驗電流:I=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 在(20—300Hz)之間,也滿足要求,此配置可滿足被試品要求。
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。
使用電抗器兩節串聯(系數 1.15)兩組并聯,則 L=96×2×1.15/2=110.4H ,則: 試驗頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√110.4×0.3501×10-6)=26.601Hz
試驗電流: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。
使用電抗器五節串聯(系數 1.2)兩組并聯,則 L=96×5×1.2/2=288H ,則: 試驗頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√288×0.147×10-6)=24.461Hz
試驗電流:I=2πfCU =2π×24.461×0.147×10-6×128×103=2.892A
5、110kV/50MVA 主變全絕緣的交流耐壓試驗,電容量≤0.02uF,試驗頻率 45-65Hz,試
驗電壓不超過 160kV,試驗時間 1min。
使用電抗器四節串聯(系數 1.25),則 L=96×6×1.25=720H ,則:試驗頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√720×0.02×10-6)=41.942Hz試驗電流:I=2πfCU 試 =2π×41.942×0.02×10-6×160×103=0.843A
因此得出結論,54kVA/27kV/2A/96H 電抗器滿足實驗要求,峰值電壓為 265kV,
所以能確定節數為 10 節。
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