变频谐振试验装置实测表现如何
上月底去一座新建220kV变电站做10kV出线电缆交接,六回电缆最长的一根2.8公里。业主想看实测数据,我把整套变频谐振架起来跑了一遍,数据摆出来比嘴说管用。下面是那次实测记录,原样留给同行参考。
现场布置情况
1. 设备进场:135kVA/108kV一套,4台27kV每1.25A电抗器、7.5kVA变频源、激励变、110kV分压器,两人半小时接完,没用吊车。
2. 接线方式:变频源接激励变接电抗器(并联)接分压器接电缆,接地线用25平方毫米铜缆接主地网,电阻实测0.3欧,远低于0.5欧要求。
3. 环境:秋雨刚停湿度82%,温度16℃,在规程允许范围内,试品表面擦干,非被试端头用绝缘罩封好。
试验数据记录
1. 第一回电缆:长1850米,电容约0.6微法,谐振频率37Hz,试验电压22kV耐压5分钟,电流1.1A,Q实测约42,顺利过。
2. 最长一根:长2800米,4节电抗器并联,谐振频率35Hz,22kV/5min通过,谐振电流1.65A,温升正常没报警。
3. 波形记录:分压器显示波形畸变率0.6%,远低于1.0%要求,谐波峰值被滤干净,业主现场看着放心。
与其它设备配合
1. 兆欧表打底:耐压前用2500V兆欧表测每回绝缘,最小值680兆欧,符合DL/T596,先排除明显缺陷再上耐压。
2. 局放抽检:抽两回用分布式局放系统测,背景5pC,放电量均在10pC内,无超标,重要电缆才这么做。
3. 数据留档:变频源U盘导出Excel,含谐振频率、试验电压、耐压时间、Q值,归档备查,验收一次过。
规程与标准要求
1. 耐压值:10kV交联电缆交接按GB50150用2.5倍U0即22kV,耐压5分钟,与规程一致,没敢缩时间。
2. 标准执行:设备本身符合GB50150-2006、DL/T596-1996、DL/T849.6-2004、IEC358,出场报告和实物对得上。
3. 判定:五回电缆全部通过,无闪络无击穿,自动打印合格报告,业主签字验收,比往年省两天。
安全注意事项
1. 遮拦监护:电缆两端各派一人监护,围绳挂止步高压危险,对端电缆头用绝缘罩封,专人看守防误入。
2. 零位启动:每次重启调压器自动回零,升压速率平缓,无突加压,变频源自带零位保护不会误送。
3. 闪络整定:设3kV闪络保护,全程未动作,说明绝缘良好,若动作会记闪络电压便于定位缺陷。
常见工况案例
1. 以往用老设备:同样六回电缆,老工频变压器容量不够要分两次,且波形差误判过一回,返工耽误工期。
2. 这次优势:一次架站全覆盖,变频源7.5kVA现场插座即取,不用发电机,两人半天干完省时省力。
3. 业主反馈:数据可追溯、报告自动出,验收一次过,明确说下次还按这套配置,现场口碑是这么来的。
实测小结
1. 容量够用:135kVA覆盖到3000米的10kV每300平方毫米电缆,再长需并联补偿或升级,选型时留余量。
2. 稳定性:频率不稳定度不大于0.02%,连续工作15分钟无过热,风扇正常,迎峰度夏连轴转也稳。
3. 推荐:县市级新建站交接,这套配置是稳妥选择,武汉华能阳光电气的这套我们用了三年没掉过链子。
谐振频率计算示例
1. 主变示例:150kV主变约0.01微法配320H,f等于1除以2π根号下(320乘0.01乘10的负6次方)得89Hz,试验电流0.89A。
2. 开关示例:150kV开关约1000皮法,f等于1除以2π根号下(480乘1000乘10的负12次方)得229Hz,试验电流0.37A。
3. 实测对照:2.8公里10kV电缆实测35Hz,与理论30至300Hz取35Hz吻合,说明电抗器与试品配置匹配,调谐一次成功。
试品电容与容量速算
1. 小试品电容:绝缘子几十皮法、套管100至1000皮法、电压互感器200至500皮法,这类小电容谐振用不上,工频耐压更合适。
2. 变压器电容:小于1000kVA主变约1000皮法,大于1000kVA为1000至10000皮法,主变电容大要配大电感量电抗器才起振。
3. 电缆电容:交联电缆250至300皮法每米,6公里近2微法,谐振电流按I等于2πfCU乘10的负三次方算,长电缆最吃容量。
容量选择公式
1. 工频公式:Pn等于k乘Vn平方乘ω乘Ct乘10的负9次方,Vn 50至100kV时k取4,150至300kV时k取3,大于300kV时k取2。
2. 谐振公式:试验电流I等于2πfCU乘10的负三次方,装置最大容量P等于UI乘1.25,配多大容量一眼算出来。
3. 频率选择:发电机取50Hz、变压器45至65Hz取50Hz、GIS 30至300Hz取45Hz、电缆30至300Hz取35Hz,按试品定。
常见问答
问:135kVA/108kV变频谐振实测能带多长10kV电缆?
答:按配置,10kV每300平方毫米电缆最长3000米用4节电抗器并联、22kV/5min。实测2.8公里谐振频率35Hz、电流1.65A、Q约42、波形畸变0.6%,完全通过。更长需并联补偿电容。
问:实测中波形畸变率能到多少?
答:谐振式滤波后输出波形畸变率小于1.0%,我们那次实测0.6%,谐波峰值被滤掉,比传统工频变压器干净,防谐波峰值误击穿。分压器纯电容式1000pF、不确定度1.5%。
问:现场实测一般配哪些辅助仪器?
答:耐压前用2500V兆欧表测绝缘(DL/T596),重要电缆配局放仪抽检(背景5pC),变频源本身U盘导Excel记录谐振频率和Q值。整套两人半天完成六回电缆交接。
