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串联变频谐振补偿法在35KV长电缆交流耐压试验中的应用(2)

北极星电力网技术频道    作者:骆慧   2012/7/11 14:47:42   

l 谐振频率计算:根据电感和电容计算频率,计算式为:

式中:f0 ——谐振频率,Hz;L——电抗器电感量,H; C——被试品和分压器电容,μF.

l 电感和电容中的电流计算:串联谐振电路中流过电感的电流等于流过电容的电流,电流计算式为: 

       式中:IC 、IL ——流过电感和电容的电流,A。

串联谐振系统的主要特点:适用范围广,体积小、质量轻,试验容量大、试验电压高。安全可靠性高,操作简洁方便,试验等效性好。串联谐振装置对高次谐波分量回路阻抗很大,所以试品上的电压波形好;同时若在耐压试验过程中发生闪络、击穿、因失去了谐振条件,高电压立即消失,从而使电弧立即熄灭。恢复电压建立过程较长,很容易在再次达到闪络电压之前控制电源跳闸,避免重复击穿,恢复电压并不产生任何过冲所引起的过电压。根据当前被试品,我们确定选择变频(调频)式串联谐振方法来进行交联聚乙烯高压电缆的交流耐压试验。

现有试验设备:型号:HVFS-6型/100KV(5KVA)调频式串联谐振试验装置;

生产厂家:长沙海沃科技有限公司。额定容量:5KVA,最高试验电压:100KV

电抗器:电压27KV/节,电流1.0A/节,电感130H/节,工作频率30—300HZ.共4节。

型号:HDSR-F100/104KV(5KVA)串联谐振试验装置;

生产厂家:苏州华电。额定容量:5KVA,最高试验电压:104KV

电抗器:电压26KV/节,电流1.0A/节,电感129.3H/节,工作频率30—300HZ.允许运行时间:5min,共4节。

以当前被试品:1500m长35KV橡塑电缆,电缆型号: ZR-YJV22-26/35 KV,导体截面积95mm2为例,按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》规定,橡塑电缆采用20~300Hz交流耐压试验,根据型号和电压等级可得电缆试验电压为2U0 ,试验时间为60min。

经计算得知,很明显,以上任何一套试验设备均无法满足该试验要求,因此我们大胆尝试将两套试验设备混合使用,也就是使用串联变频谐振并联补偿法进行试验分析。

2.运用串联变频谐振并联补偿法的计算分析

根据当前被试品,我们确定选择变频(调频)式串联谐振方法来进行交联聚乙烯高压电缆的交流耐压试验。

变频式串联谐振试验接线:如下图所示

图中:FC—变频电源;T—励磁变压器;L—谐振电抗器; CX—被试品;C1,C2—电容分压器高、低压臂电容

试验参数计算如下:

交联电缆等效电容量参数数据得:ZR-YJV22-26/35 KV,导体截面积95mm2 的电缆的电容值为0.135μf/km。则:

电缆电容量为:

此时,选型时要考虑串联电抗器的电感量,我们一般把谐振频率设定在50HZ来计算所需的电感量,根据上式计算得出,大概需要的电感是50H;此时,我们可以选择用两节额定容量为130H的电抗器并联来减小电感量。

L=L1//L2=(L1*L2)/(L1+L2)=(130*130)/(130+130)=65(H)

但是,此时试验电压为52KV的条件无法满足,每节电抗器的额定电压为26KV(电抗器串联时电压升高,并联时不改变电压)。此时,一套设备无法同时满足电压和电流的试验要求。所以,我们决定将两套串联谐振试验设备混合使用,已达到试验目的。即:可以将6节电抗器3并3串进行试验。

注意:虽然用4节电抗器(2并2串)能够达到52KV的电压要求,但是没有预留电压余度,长时间满负荷运行会对设备造成损伤,为防止损伤试验设备,需增加电抗器数量。

此时,计算谐振频率为:

此时,现有试验设备可以满足计算试验条件的要求,可以进行试验。

来源:环球市场信息导报
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