關于31.5MVA 110kV電力變壓器和10kV、35kV交聯(lián)電纜串聯(lián)諧振交流耐壓試驗設備配置的技術方案

(一)被試對象：

1、31.5MVA110kV電力變壓器

2、10kV交聯(lián)電纜

4、35kV交聯(lián)電纜

(二)被試手段分析：

1、試驗標準

目前，關于GIS、交聯(lián)電纜等大電容量的試品，IEC有相關的標準支持非工頻的交流耐壓試驗，試驗頻率一般在20~300Hz內，對于電壓較低的試品，優(yōu)先選用 45-65Hz 的頻率范圍。國內，各地區(qū)也有相應的規(guī)程支持交聯(lián)電纜的非工頻交流耐壓試驗，其試驗頻率一般在30-300Hz 范圍內。對于10kV、35kV的交聯(lián)電纜，試驗電壓一般都低于相電壓的2倍。在很多地方，工頻定義為45Hz-55Hz，甚至定義為 45Hz-65Hz，也就是說，電力變壓器的工頻交流耐壓試驗的試驗頻率可以為45Hz-65Hz。

2、試驗方法

諧振升壓方法是目前對于電力系統(tǒng)大電容性試品比較適用的方法，分為工頻試驗和變頻試驗。諧振升壓方法有工頻諧振升壓法和變頻諧振升壓法，工頻諧振主要用于發(fā)電機，變頻諧振主要用于交聯(lián)電纜。工頻交流高壓試驗適用范圍廣，但是調諧比較繁瑣，通常采用調感法；變頻交流高壓試驗受到試驗標準的限制，但是調諧簡單，操作方便，通常采用調頻法。工頻定義為 45Hz-55Hz 后(甚至定義為 45Hz-65Hz)，變頻交流試驗在一定范圍內得到了更為廣泛的應用.特別是調頻調感方法同時使用，使得系統(tǒng)很方便的滿足規(guī)程對頻率的要求和設備對寬范圍電容量的試品的要求。

3、用戶要求

用戶希望購置這樣的設備：既能滿足 10kV交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗，同時又能滿足 31.5MVA110kV電力變壓器的交流耐壓試驗。10kV交聯(lián)電纜的交流耐壓試驗的試驗頻率可以為30Hz-300Hz， 31.5MVA110kV電力變壓器的交流耐壓試驗的試驗頻率可以為45Hz-65Hz。

（三）選型依據

31.5MVA 110kV電力變壓器（中性點分級絕緣）

交接試驗：試驗電壓為95kV，

預防試驗：試驗電壓為 80kV

試驗電流：I=2×3.14×45×0.0193×95=518mA

此時，需要的電感量為 648H。對于低壓-高壓、中壓、地，諧振頻率為45Hz；對于中壓-高壓、低壓、地，諧振頻率為57.6Hz； 對于高壓-中壓、低壓、地，諧振頻率為58.7Hz。

電抗器設計為四節(jié)，單節(jié)電感量為162H， 單節(jié)耐壓為30kV。為了能滿足31.5MVA以下容量的電力變壓器的交流耐壓試驗，要求電抗器設計成150H-600H連續(xù)可調。假設對于 10MVA電力變壓器，只要把電抗器電感值調節(jié)到326H，就可以在 45Hz 條件下對中壓-高壓、低壓、地進行試驗，同時還可以在 45.5Hz 條件下對低壓-高壓、中壓、地進行試驗和在 56.2Hz 條件下對高壓-中壓、低壓、地進行試驗。這樣，同時滿足了工品試驗和寬范圍使用的要求。

2、10kV交聯(lián)電纜做10kV交聯(lián)電纜的耐壓試驗時，可以將四節(jié)電抗器并聯(lián)起來，最小電感量為40.5H， 因此，試品的最大電容量為0.6956uF，對于常用的 8.7/10kV 電纜，試驗的最大長度(30Hz下)：根據不同電纜截面積35㎡，電纜最大試驗長度為4.02km，截面積越大，試驗長度越短。

3、35kV交聯(lián)電纜做35kV交聯(lián)電纜的耐壓試驗時，可以將先將四節(jié)電抗器每兩節(jié)串聯(lián)起來分成兩組，再將兩組并聯(lián)起來，最小電感量為162H， 因此，試品的最大電容量為 0.1739uF， 對于常用的 26/35kV 電纜，試驗的最大長度(30Hz下)：根據不同電纜截面積50㎡，電纜最大試驗長度為1.25km，截面積越大，試驗長度越短。

2、串聯(lián)諧振系統(tǒng)組成：

系統(tǒng)由控制源、激勵變壓器、電抗器、分壓器四部分組成，其中電抗器設計單節(jié)為 25kV/0.5A，共四節(jié)，既可串聯(lián)使用，也可并聯(lián)并聯(lián)。這種組合具有如下優(yōu)點：

1)單只電抗器重量小于38kg。

2)25kV/0.5A的電抗器一只可以用于更短10kV電纜的交流耐壓試驗

3)25kV/0.5A的電抗器兩只串聯(lián)可以用于更短35kV電纜的交流耐壓試驗

4)組合方式靈活方便。