一、客戶需求
近期接到客戶來電,需要一套交流耐壓試驗(yàn)方案,客戶提供需求如下表:
交流耐壓試驗(yàn) | ||
試驗(yàn)對象 | 試驗(yàn)電壓(kV) | 試驗(yàn)時(shí)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(gè)需求列表,我們首要想法這就是一套串聯(lián)諧振試驗(yàn)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(yàn)時(shí)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(shí)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(shí)間需求和Z高電圧, 接下來就是要查詢試驗(yàn)對象的電容量和計(jì)算Z大電流?和如何配置電抗器節(jié)數(shù)?
如何計(jì)算呢?
這就要通過軟件了,如右圖 1APP
二、計(jì)算電容量
根據(jù)試驗(yàn)對象,在右圖 2APP 中查詢試驗(yàn)電容量;
1、10kV/300mm2 電纜 4.5km 的交流耐壓試驗(yàn),電容量≤1.6897uF;
2、35kV/300mm2 電纜 1.8km 的交流耐壓試驗(yàn),電容量≤0.3501uF;
3、110kV/300mm2 電纜 1km 的交流耐壓試驗(yàn),電容量≤0.147uF;
4、110kV/50MVA 主變?nèi)^緣的交流耐壓試驗(yàn)電容量≤0.02uF
三、電抗器裝置容量配置驗(yàn)證
驗(yàn)證:
1、10kV/300mm2 電纜 4.5km 的交流耐壓試驗(yàn),電容量≤1.6897uF,試驗(yàn)頻率 30-300Hz,試驗(yàn)電壓 22kV,試驗(yàn)時(shí)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 分/96H 的電抗器為例帶入公式進(jìn)行計(jì)算:
因?yàn)樵囼?yàn)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(shí)相加、并聯(lián)時(shí)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(jì)算公式,頻率為 27.942,代入電流公式,計(jì)算電流為 7.15A, 需電抗器配置為 6 節(jié)并聯(lián)。
則 L=96/5=19.2H ,則:
試驗(yàn)頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√19.2×1.6897×10-6)=27.942Hz試驗(yàn)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(jì)算就可以了:
2、35kV/300mm2 電纜 1.8km 的交流耐壓試驗(yàn),電容量≤0.3501uF,試驗(yàn)頻率 30-300Hz,試驗(yàn)電壓 52kV,試驗(yàn)時(shí)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(yàn)頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√110.4×0.3501×10-6)=26.601Hz
試驗(yàn)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(yàn),電容量≤0.147uF,試驗(yàn)頻率 30-300Hz,試驗(yàn)電壓 128kV,試驗(yàn)時(shí)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(yàn)頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√288×0.147×10-6)=24.461Hz
試驗(yàn)電流: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(yàn),電容量≤0.02uF,試驗(yàn)頻率 45-65Hz,試
驗(yàn)電壓不超過 160kV,試驗(yàn)時(shí)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(yàn)頻率:f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√720×0.02×10-6)=41.942Hz試驗(yàn)電流:I=2πfCU 試 =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(shí)驗(yàn)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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