变压器和电缆串联谐振耐压试验配置技术方案

关于31.5MVA 110kV电力变压器和10kV、35kV交联电缆串联谐振交流耐压试验设备配置的技术方案

(一)被试对象：

1、31.5MVA110kV电力变压器

2、10kV交联电缆

4、35kV交联电缆

(二)被试手段分析：

1、试验标准

目前，关于GIS、交联电缆等大电容量的试品，IEC有相关的标准支持非工频的交流耐压试验，试验频率一般在20~300Hz内，对于电压较低的试品，优先选用 45-65Hz 的频率范围。国内，各地区也有相应的规程支持交联电缆的非工频交流耐压试验，其试验频率一般在30-300Hz 范围内。对于10kV、35kV的交联电缆，试验电压一般都低于相电压的2倍。在很多地方，工频定义为45Hz-55Hz，甚至定义为 45Hz-65Hz，也就是说，电力变压器的工频交流耐压试验的试验频率可以为45Hz-65Hz。

2、试验方法

谐振升压方法是目前对于电力系统大电容性试品比较适用的方法，分为工频试验和变频试验。谐振升压方法有工频谐振升压法和变频谐振升压法，工频谐振主要用于发电机，变频谐振主要用于交联电缆。工频交流高压试验适用范围广，但是调谐比较繁琐，通常采用调感法；变频交流高压试验受到试验标准的限制，但是调谐简单，操作方便，通常采用调频法。工频定义为 45Hz-55Hz 后(甚至定义为 45Hz-65Hz)，变频交流试验在一定范围内得到了更为广泛的应用.特别是调频调感方法同时使用，使得系统很方便的满足规程对频率的要求和设备对宽范围电容量的试品的要求。

3、用户要求

用户希望购置这样的设备：既能满足 10kV交联电缆的交流耐压试验，同时又能满足 31.5MVA110kV电力变压器的交流耐压试验。10kV交联电缆的交流耐压试验的试验频率可以为30Hz-300Hz， 31.5MVA110kV电力变压器的交流耐压试验的试验频率可以为45Hz-65Hz。

（三）选型依据

31.5MVA 110kV电力变压器（中性点分级绝缘）

交接试验：试验电压为95kV，

预防试验：试验电压为 80kV

试验电流：I=2×3.14×45×0.0193×95=518mA

此时，需要的电感量为 648H。对于低压-高压、中压、地，谐振频率为45Hz；对于中压-高压、低压、地，谐振频率为57.6Hz； 对于高压-中压、低压、地，谐振频率为58.7Hz。

电抗器设计为四节，单节电感量为162H， 单节耐压为30kV。为了能满足31.5MVA以下容量的电力变压器的交流耐压试验，要求电抗器设计成150H-600H连续可调。假设对于 10MVA电力变压器，只要把电抗器电感值调节到326H，就可以在 45Hz 条件下对中压-高压、低压、地进行试验，同时还可以在 45.5Hz 条件下对低压-高压、中压、地进行试验和在 56.2Hz 条件下对高压-中压、低压、地进行试验。这样，同时满足了工品试验和宽范围使用的要求。

2、10kV交联电缆做10kV交联电缆的耐压试验时，可以将四节电抗器并联起来，最小电感量为40.5H， 因此，试品的最大电容量为0.6956uF，对于常用的 8.7/10kV 电缆，试验的最大长度(30Hz下)：根据不同电缆截面积35㎡，电缆最大试验长度为4.02km，截面积越大，试验长度越短。

3、35kV交联电缆做35kV交联电缆的耐压试验时，可以将先将四节电抗器每两节串联起来分成两组，再将两组并联起来，最小电感量为162H， 因此，试品的最大电容量为 0.1739uF， 对于常用的 26/35kV 电缆，试验的最大长度(30Hz下)：根据不同电缆截面积50㎡，电缆最大试验长度为1.25km，截面积越大，试验长度越短。

2、串联谐振系统组成：

系统由控制源、激励变压器、电抗器、分压器四部分组成，其中电抗器设计单节为 25kV/0.5A，共四节，既可串联使用，也可并联并联。这种组合具有如下优点：

1)单只电抗器重量小于38kg。

2)25kV/0.5A的电抗器一只可以用于更短10kV电缆的交流耐压试验

3)25kV/0.5A的电抗器两只串联可以用于更短35kV电缆的交流耐压试验

4)组合方式灵活方便。