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串联谐振试验如何选配电抗器

点击次数:787 更新更新时间:2022-10-22

串联谐振试验如何选配电抗器

一客户要求

近期接到客户来电,需要一套交流耐压试验方案,客户提供需求如下表:

交流耐压试验

试验对象

试验电压(kV)

试验时间(min)

10kV/300mm2 电缆 4.5km

22

5

35kV/300mm2 电缆 1.8km

52

60

35kV 电压等级开关柜

95

1

110kV/300mm2 电缆 1km

128

60

110kV/50MVA 主变全绝缘

160

1

110kV 电压等级开关等变电气设备

265

1

 

看到这个需求列表,我们首要想法这就是一套串联谐振试验方案,但如何选出所需的串  联谐振配置呢?


首先我们看到试验时间Z长的为 60 分钟,电压需求Z高是 265 千伏。那这套串联谐振工作时间就是Z低要求

的为60 分钟耐压电抗器和不低于265 千伏的配置;

知道了客户耐压时间需求和Z高电圧, 接下来就是要查询试验对象的电容量和计算Z大电流?和如何配置电抗器节数?

如何计算呢?

这就要通过软件了,如右图 1APP

变频串联谐振计算

二、计算电容量

根据试验对象,在右图 2APP 中查询试验电容量;

 串联谐振计算公式

110kV/300mm2 电缆 4.5km 的交流耐压试验,电容量≤1.6897uF;

235kV/300mm2 电缆 1.8km 的交流耐压试验,电容量≤0.3501uF;

3110kV/300mm2 电缆 1km 的交流耐压试验,电容量≤0.147uF;

4110kV/50MVA 主变全绝缘的交流耐压试验电容量≤0.02uF

三、电抗器装置容量配置验证

验证

110kV/300mm2 电缆 4.5km 的交流耐压试验,电容量1.6897uF,试验频率 30-300Hz试验电压 22kV,试验时间 5min。

得知电压为 22kV,我们可以选择单节 27kV 的电抗器,例如:54kVA/27kV/2A/60 /96H 的电抗器为例带入公式进行计算:

因为试验电压为 22kV,单节电抗器为 27kV,所以要单节电压为 27kV,电流 2A,电感为96H;

代入公式:电感特性为串联时相加、并联时相除,电感为96÷5=19.2H,有互感可以忽略,电流为 2A,再代入频率计算公式,频率为 27.942,代入电流公式,计算电流为 7.15A, 需电抗器配置为 6 节并联。

 L=96/5=19.2H ,则:

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

 

故电流满足要求,电压 22kV 也满足要求,频率 27.942Hz 20—300Hz)之间,也满足要求,此配置可满足被试品要求。

 串联谐振交流耐压试验

其他按此计算就可以了:

235kV/300mm2 电缆 1.8km 的交流耐压试验,电容量0.3501uF,试验频率 30-300Hz试验电压 52kV,试验时间 60min。

使用电抗器两节串联(系数 1.15)两组并联,则 L=96×2×1.15/2=110.4H ,则: 试验频率: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

 

4110kV/300mm2 电缆 1km 的交流耐压试验,电容量0.147uF,试验频率 30-300Hz试验电压 128kV,试验时间 60min。

使用电抗器五节串联(系数 1.2)两组并联,则 L=96×5×1.2/2=288H ,则: 试验频率: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 主变全绝缘的交流耐压试验,电容量≤0.02uF,试验频率 45-65Hz,试

 

验电压不超过 160kV,试验时间 1min。

 

使用电抗器四节串联系数 1.25,则 L=96×6×1.25=720H ,则:试验频率:f=1/2πLC=1/(2×3.14×√720×0.02×10-6)=41.942Hz试验电流:I=2πfCU   =2π×41.942×0.02×10-6×160×103=0.843A

因此得出结论,54kVA/27kV/2A/96H 电抗器满足实验要求,峰值电压为 265kV,

所以能确定节数为 10 节。