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串聯(lián)諧振試驗(yàn)如何選配電抗器
一客戶要求
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(duì)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(jí)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(jí)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(zhǎng)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?cè)囼?yàn)對(duì)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(duì)象，在右圖 2APP 中查詢?cè)囼?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)。
