文档介绍：500 kV交联电缆系统预鉴定试验设备和技术开发
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY AND EQUIPMENT OF PREQUALIFICATION TEST FOR 500 kV XLPE CABLE SYSTEMS
摘要本文研究并开发了500 kV交联电缆预鉴定试验所需要的设备和技术。采用自然冷却的工频串联谐振试验系统,;设计开发了侧面斜开口的穿心变压器,多台并联在电缆系统导体上感应加热电流;设计制作了导体杆状温度传感器,以一定的压力接触电缆导体直接测量温度;采用测温电缆回路和被试电缆回路双回路技术,监测控制导体热循环温度,开发了双回路控制计算机的软件及配套硬件;针对电缆系统设计制作了专用冲击电压发生器,可在整个电缆系统上进行冲击电压试验,以求更加符合实际运行情况。开发的预鉴定试验设备和技术已应用到6个以上的500 kV电缆系统上,可以保证试验质量并符合IEC标准要求。
关键词預鉴定试验交联电缆谐振试验系统穿心变冲击电压
引言
根据IEC 62067标准[1]和中国国家标准GB/T —2008 [2] [3] [4]的规定,500 kV电缆系统预鉴定试验按顺序进行:热循环电压试验;电缆样品或电缆系统的雷电冲击电压试验;最后对电缆系统进行检查。
如何保证施加在电缆系统上的电压,长期稳定可靠;被试电缆导体上承受高电压,不能安装温度传感器,如何测量导体温度;加热变压器通常采用上开口或者侧开口,但这些变压器不便安装到电缆回路上,专门发明了侧面斜开口变压器,来应对安装问题;模拟测温电缆导体上温度传感器如何安装;预鉴定试验的电缆长,电容量大,一般的冲击电压发生器的不能满足试验要求,采用什么样的设备在整个回路上进行冲击电压试验。
本文研究开发了专用设备和技术,应用到500 kV电缆系统的预鉴定试验中,效果很好,可以保证试验质量。
1 试验电压的产生
根据被试电缆系统具有大电容的特点,采用工频串联谐振试验系统产生试验电压。
800 kV 30 A工频串联谐振试验系统照片见图1。
图1 瑞士Haefely公司800 kV 30 A工频串联谐振试验系统
从使用的角度来看,串联谐振试验系统有四大优点。a. 波形好。由于在工频50 Hz下谐振,将其放大Q倍,其它频率并不谐振,也不放大,故谐波小,试验电压波形好;b. 无过电压。如几个试品并联同时试验,某一被试品击穿后,试验系统立即失谐,其它试品上不会产生过电压而遭击穿;c. 击穿通道小。试品一旦击穿,试验系统短路接地,由于调谐电感阻抗大,故击穿回路电流小,击穿通道烧损小,便于研究分析;d. 耗电少。由于系统处于谐振运行,无功功率自行全补偿,功率因数为1,电源只供给有功电流,所以,试验系统能耗最少。
负载能力
额定电流系按最长电缆试品的电容量确定。500 kV XLPE电缆系统长约120 m,按2500 mm2铜导体,电容约为220 pF/m,可同时进行4个样品试验。如果试验时实际样品截面小于2000 mm2,则样品数量还可增加到5个。
热性能
高压试验设备对于热性能问题,一般只设计成间歇运行。进行预鉴定试验,要求长期运行,这样创造性地将试验变压器的电性能,电力变压器的热性能结合在一起,可保证