電力電纜變頻諧振試驗(yàn)技術(shù)1課件

電力電纜變頻諧振試驗(yàn)技術(shù)電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)

終端機(jī)械損傷鉛包腐蝕過熱老化設(shè)計(jì)不良、制作工藝、材料不當(dāng)在運(yùn)行電壓下受電場(chǎng)、熱、化學(xué)的長(zhǎng)期作用而逐漸發(fā)展，劣化直至暴露中間接頭電纜本身電纜竣工時(shí)應(yīng)做交接試驗(yàn)直流試驗(yàn)存在的問題

直流耐壓試驗(yàn)存在的問題試驗(yàn)等效性差直流和交流下的電場(chǎng)分布不同放電難以完全會(huì)造成擊穿的連鎖反應(yīng)對(duì)水樹枝的發(fā)展影響巨大諧振是由R、L、C元件組成的電路在一定條件下發(fā)生的一種特殊現(xiàn)象。感抗：XL=2πfL容抗：XC=1/2πfC串聯(lián)回路總阻抗：Z=√R2+(XL-XC)2串聯(lián)諧振的原理串聯(lián)諧振的原理◆諧振時(shí)電路的復(fù)阻抗呈現(xiàn)為一個(gè)純電阻，而且阻抗為最小值。串聯(lián)諧振的原理1、諧振時(shí)電路呈純阻性。2、電路Q值較高時(shí)，電感電壓和電容電壓的數(shù)值都將遠(yuǎn)大于外施電壓的值，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。串諧試驗(yàn)方式的優(yōu)點(diǎn)a.所需電源容量大大減小。b.設(shè)備的重量和體積大大減少。c.改善輸出電壓的波形。d.防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。以同樣容量和電壓等級(jí)的設(shè)備為例：1000kVA/500kV的試驗(yàn)變壓器重量為40噸左右，同樣的變頻串聯(lián)諧振系統(tǒng)的重量為2噸左右以1000kVA/500kV為例：采用變頻串聯(lián)諧振系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)只需要20kVA左右的試驗(yàn)容量諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。變頻電源變頻電源的主要作用是：為串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)系統(tǒng)的諧振回路提供幅值、頻率可調(diào)節(jié)的電壓，滿足諧振回路的需要。變頻電源警告！試驗(yàn)時(shí)，變頻電源接地端子須可靠接地，以防試驗(yàn)員意外觸電。變頻電源在使用時(shí)應(yīng)注意防水、防灰塵侵入，顯示屏應(yīng)避免太陽直射。變頻電源應(yīng)在通風(fēng)的環(huán)境下使用。變頻電源輸出不可接地、短接，否則可能會(huì)導(dǎo)致變頻電源損壞a)既是勵(lì)磁變壓器，又是隔離變壓器，其容量一般與變頻電源相同。b)各繞組可串聯(lián)也可并聯(lián)，以滿足不同電壓等級(jí)、不同容量試品的試驗(yàn)要求。警告：標(biāo)號(hào)最大的Xn端子須作接地端子，否則將導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器損壞。試驗(yàn)中不用的高壓繞組，應(yīng)保障一端（An或Xn）與相鄰的繞組連接，避免繞組電位懸浮。試驗(yàn)時(shí)，確保套管外表面干燥且無灰塵、污垢等。試驗(yàn)中不用的高壓繞組不得短接，否則將導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器損壞。勵(lì)磁變壓器低壓繞組不得接地，也不得短接。試驗(yàn)完畢后，勵(lì)磁變壓器表面溫度可能較高，當(dāng)心燙傷。試驗(yàn)電抗器諧振電抗器與容性試品在勵(lì)磁變壓器的激勵(lì)下發(fā)生串聯(lián)諧振。為滿足不同電壓等級(jí)、不同容量試品的試驗(yàn)要求，根據(jù)需要各節(jié)電抗器可并聯(lián)也可串聯(lián)使用,但必須同時(shí)滿足：1）組合后的電抗器額定電壓不小于試驗(yàn)電壓，2）電抗器與試品的諧振頻率在系統(tǒng)規(guī)定的工作頻率范圍內(nèi)。電抗器原理圖

確定試品允許試驗(yàn)頻率范圍（fmin,fmax）滿足30Hz≤fmin≤fmax≤300Hz。試品與分壓器電容量之和應(yīng)處于（Cmin，Cmax）之間試品試驗(yàn)電壓必須保證小于或等于電抗器額定電壓，若單臺(tái)電抗器不能滿足電壓要求，可采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電抗器串聯(lián)來滿足試驗(yàn)電壓。先由試驗(yàn)電壓確定電抗器是否串聯(lián)組合，再由電抗器電感、系統(tǒng)工作頻率（30～300Hz）等確定試品容量范圍電抗器的組合方法依據(jù)電抗器電感L、試品允許試驗(yàn)頻率范圍（fmin,fmax

），確定試品電容允許范圍值（Cmin，Cmax）。

Cmin=Cmax=嚴(yán)禁電抗器放于鐵板等導(dǎo)磁材料上（包括車廂）做試驗(yàn)，否則渦流會(huì)造成電抗器永久性損壞。電抗器串聯(lián)使用注意分壓?jiǎn)栴}，并聯(lián)使用注意分流問題，嚴(yán)禁電抗器長(zhǎng)期過壓、過流使用。嚴(yán)禁電抗器傾倒或倒立放置。試驗(yàn)完畢后，諧振電抗器表面溫度可能較高，當(dāng)心燙傷。勵(lì)磁變壓器高壓繞組個(gè)數(shù)與電抗器節(jié)數(shù)對(duì)應(yīng)相等，勵(lì)磁變壓器高壓繞組組合方式依據(jù)電抗器組合結(jié)果。電抗器選擇了并聯(lián)的組合方式，則勵(lì)磁變高壓繞組也采用并聯(lián)的方式。電抗器選擇了串聯(lián)的組合方式，則勵(lì)磁變高壓繞組也采用串聯(lián)的組合方式。電抗器選擇串并聯(lián)的組合方式，則勵(lì)磁變高壓繞組也采用串并聯(lián)的組合方式。勵(lì)磁變壓器高壓繞組組合方式隨電抗器組合方式的變化而變化。

電纜U0/U的劃分與U0類型的選擇，實(shí)際上是根據(jù)電網(wǎng)的——中性點(diǎn)接地方式和故障切除時(shí)間等因素來選擇電纜的。根據(jù)其中性點(diǎn)接地方式的不同，U值相同的電纜，其U0值是不相同的。（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。）

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)允許繼續(xù)運(yùn)行一定的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，健全相的導(dǎo)體對(duì)地電壓會(huì)升高，最高可達(dá)線電壓。因此電纜的U0值應(yīng)取得比正常運(yùn)行時(shí)的相電壓值高一些，絕緣厚度也要相應(yīng)厚一些，以保證電纜具有預(yù)期的使用壽命。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的相電壓不會(huì)升高，因此U0的值就取系統(tǒng)的相電壓值。當(dāng)電纜所在系統(tǒng)中的單相接地故障能很快地切除，在任何情況下故障持續(xù)時(shí)間不超過1min時(shí)，可選Ⅰ類U0，如中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地就屬于這類情況。當(dāng)電纜所在系統(tǒng)中的單相接地故障持續(xù)時(shí)間在1min～2h之間，個(gè)別情況在2～8h之間時(shí)，必須選用Ⅱ類U0，即10kV系統(tǒng)中應(yīng)選用U0/U＝8.7/10kV；35kV中應(yīng)選用U0/U＝26/35kV。當(dāng)電纜所在系統(tǒng)是采用中性點(diǎn)直接接地方式時(shí)，U0只有選Ⅰ類的。對(duì)于分相屏蔽的電纜，其絕緣承受的電壓只是導(dǎo)體對(duì)地電壓U0，因此在電纜標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)電壓是以U0的倍數(shù)，而不是以U的倍數(shù)表示。高壓電纜選用導(dǎo)則