一种利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验的方法与流程

本发明属于电力设备高压试验领域，涉及一种利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验的方法。

背景技术：

我国海上风电正成为全球海上风电发展的新动力,而海上风电对我国能源转型的支撑作用也将越来越显著。海底电缆是海洋风电建设不可或缺的一部分，目前海上风电正在由浅海发展至深海，这就意味着海底电缆的长度会越来越长，耐压试验作为电缆交接试验中的关键一环，研究与探讨这些长距离电缆耐压试验方案以及具体的试验方法变得很有意义。

目前海底高压电缆主要是交联聚乙烯绝缘复合材质电缆，耐压方式根据《gb50150-2016电气设备交接试验标准》中的要求需要进行交流耐压试验。由于高电压、长距离的交联聚乙烯海底电缆的对地电容量很大，因此对耐压试验电源设备要求很高，现场试验难度较大，通常会利用串并联谐振的试验方法对海底电缆进行交流耐压试验。串并联谐振的试验方法是利用谐振原理，通过串联、并联电抗器组来补偿海底电缆对地电容的电容电流，通过变频装置调节频率达到谐振，以达到在试验电源最小的情况下使海底电缆达到试验电压的目的。但是随着海底电缆长度的增加，需要根据海底电缆的参数进行配置更多的并联电抗器和串联电抗器，试验难度还是比较大。

海上风电场主要由陆上升压站、海上升压站和分布在海域的各个风机所组成，其中海上升压站与陆上升压站、风机由海底电缆相连。由于海底电缆较长，现在都会在海站和陆站配置大型无功补偿电抗器以防止海底电缆出现操作过电压的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验的方法，该方法可以利用陆上升压站和海上升压站配置的无功补偿电抗器作为并联补偿电抗器，对海底电缆进行交流耐压试验，现场试验设备的容量和数量较少，试验难度和试验成本较低。

为达到上述目的，本发明所述的利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验的方法包括以下步骤：

1)根据海底电缆长度及海底电缆每公里对地的等效电容量计算海底电缆的对地电容量l2；

2)根据陆站无功补偿电抗器和海站无功补偿电抗器的电抗值计算并联补偿电感值l2；

3)设定陆站无功补偿电抗器和海站无功补偿电抗器的额定频率f，根据串并联谐振计算公式计算当达到串并联谐振时，试验串联可调电抗器的电感值l1；

4)断开陆站电抗器间隔断路器、陆站电抗器间隔隔离刀闸、海站电抗器间隔断路器及海站电抗器间隔隔离刀闸，将变频电源的一侧与试验电源相连接，变频电源的另一侧与试验变压器的低压侧相连接，将试验变压器高压侧的高压端与试验串联可调电抗器的一端相连接，试验变压器高压侧的接地端接地，将试验串联可调电抗器的另一端与海底电缆及陆站无功补偿电抗器的连接套管相连接，试验电容分压器与海底电缆及陆站无功补偿电抗器的连接套管相接，根据计算得到的试验串联可调电抗器4的电感值调整试验串联可调电抗器的电感值，设置变频电源的频率，然后进行缓慢升压试验，当试验电容分压器的读数达到试验电压时停止升压，并维持预设时间，时间结束后，断开变频电源进行放电，完成利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验。

海底电缆对地电容的电容值c等于海底电缆的长度乘以海底电缆每公里对地的等效电容量。

步骤3)中设定陆站无功补偿电抗器和海站无功补偿电抗器的额定频率为50hz。

步骤4)中设置变频电源的频率为50hz。

串并联谐振计算公式为：

预设时间为60min。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验的方法在具体操作时，利用陆上升压站和海上升压站配置的陆站无功补偿电抗器及海站无功补偿电抗器作为并联补偿电抗器，根据串并联谐振计算公式计算当达到串并联谐振时，试验串联可调电抗器的电感值l1，在实验时，只需将试验串联电抗器的电感值调整为电感值l1，即可进行长距离海缆耐压试验，试验设备的数量和容量较小，试验电源容量和试验场地的要求较低，试验难度和试验成本较低，由于无功补偿电抗器的耐压等级本身高于海底电缆，因此不会对无功补偿电抗器造成损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为试验电源、2为变频电源、3为试验变压器、4为试验串联可调电抗器、5为陆站电抗器间隔断路器、6为陆站电抗器间隔隔离刀闸、7为海站电抗器间隔断路器、8为海站电抗器间隔隔离刀闸、9为陆站无功补偿电抗器、10为试验电容分压器、11为海底电缆对地电容、12为海站无功补偿电抗器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验的方法包括以下步骤：

1)根据海底电缆长度及海底电缆每公里对地的等效电容量计算海底电缆的对地电容量l2；

2)根据陆站无功补偿电抗器9和海站无功补偿电抗器12的电抗值计算并联补偿电感值l2；

3)设定陆站无功补偿电抗器9和海站无功补偿电抗器12的额定频率f，根据串并联谐振计算公式计算当达到串并联谐振时，试验串联可调电抗器4的电感值l1；

4)断开陆站电抗器间隔断路器5、陆站电抗器间隔隔离刀闸6、海站电抗器间隔断路器7及海站电抗器间隔隔离刀闸8，将变频电源2的一侧与试验电源1相连接，变频电源2的另一侧与试验变压器3的低压侧相连接，将试验变压器3高压侧的高压端与试验串联可调电抗器4的一端相连接，试验变压器3高压侧的接地端接地，将试验串联可调电抗器4的另一端与海底电缆及陆站无功补偿电抗器9的连接套管相连接，试验电容分压器10与海底电缆及陆站无功补偿电抗器9的连接套管相接，根据计算得到的试验串联可调电抗器4的电感值调整试验串联可调电抗器4的电感值，设置变频电源2的频率，然后进行缓慢升压试验，当试验电容分压器10的读数达到试验电压时停止升压，并维持预设时间，时间结束后，断开变频电源2进行放电，完成利用无功补偿电抗器进行长距离海缆耐压试验。

海底电缆对地电容11的电容值c等于海底电缆的长度乘以海底电缆每公里对地的等效电容量。

步骤3)中设定陆站无功补偿电抗器9和海站无功补偿电抗器12的额定频率为50hz。

步骤4)中设置变频电源2的频率为50hz。

串并联谐振计算公式为：

预设时间为60min。

综上所述，本发明可以利用陆上升压站和海上升压站配置的陆站无功补偿电抗器9及海站无功补偿电抗器12作为并联补偿电抗器，通过参数计算，只需要配置合适的串联电抗器就可以利用谐振原理对海底电缆进行交流耐压试验，减少了现场试验设备的容量和数量，降低了试验难度和试验成本。