Wuhan GDZX Power Equipment Co., Ltd sales@gdzxdl.com 86--17362949750

Wuhan GDZX Power Equipment Co., Ltd โปรไฟล์บริษัท
ข่าว
บ้าน > ข่าว >
ข่าวบริษัท เกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)

A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)

2026-05-09
Latest company news about A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)

คำนำ: บทความนี้รวบรวมข้อมูลที่ดึงมาจาก Wuhan Guodian Zhongxing Electric Power Equipment Co., Ltd. รวมถึงปัญหาเชิงปฏิบัติที่เกิดขึ้นซ้ำซึ่งระบุได้จากความคิดเห็นของผู้ใช้นับพัน โดยจะอธิบายหัวข้อเหล่านี้อย่างเป็นระบบตามลำดับต่อไปนี้: หลักการ → อุปกรณ์ → การเดินสาย → การใช้งาน → คำถามที่พบบ่อยเชิงปฏิบัติ → วิธีปฏิบัติที่ดีที่สุด สูตรและพารามิเตอร์ทั่วไปทั้งหมดที่นำเสนอในที่นี้อนุญาตให้มีการทดแทนตัวเลขและการคำนวณใหม่ เราสนับสนุนให้ผู้อ่านตรวจสอบแต่ละจุดโดยการอ้างอิงโยงกับอุปกรณ์ทางกายภาพที่เกิดขึ้นจริง

สารบัญ
  • I. เหตุใด "Series Resonance" จึงขาดไม่ได้ในการทดสอบกำลัง
  • ครั้งที่สอง หลักการ: Series Resonance คืออะไรกันแน่?
  • ที่สาม อุปกรณ์: ระบบ 270kV/108kVA ที่สมบูรณ์มีลักษณะเป็นอย่างไร
  • IV. การเดินสายไฟ: จะเลือกและคำนวณการกำหนดค่าการเดินสายไฟทั่วไปสามแบบได้อย่างไร
  • V. การใช้งาน: เราทำการทดสอบอะไรกันแน่? ที่แรงดันไฟฟ้าเท่าใด? นานแค่ไหน?
  • วี. คำถามที่พบบ่อยเชิงปฏิบัติ: คำตอบที่ครอบคลุมสำหรับคำถามที่พบบ่อยที่สุดของเพื่อนร่วมงาน
  • ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ: ข้อผิดพลาดทั่วไป 5 ประการที่ควรหลีกเลี่ยงในการทดสอบภาคสนาม
  • 8. บทสรุป: สนับสนุนการแสวงหาความจริงในทุกการทดสอบ
I. เหตุใด "Series Resonance" จึงขาดไม่ได้ในการทดสอบกำลัง

สำหรับสายไฟ หม้อแปลง GIS (สวิตช์เกียร์แบบหุ้มฉนวนแก๊ส) ตู้สวิตช์เกียร์ มอเตอร์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่ว่าจะในระหว่างการยอมรับจากโรงงาน การส่งมอบ หรือการทดสอบการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องให้ฉนวนของฉนวนมีแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดอย่างมาก ซึ่งทำหน้าที่เป็น "การทดสอบความเค้น" ที่เข้มงวดเพื่อตรวจสอบว่าฉนวนสามารถทนต่อความเค้นทางไฟฟ้าที่ใช้ได้หรือไม่ การประเมินประเภทนี้เรียกว่าการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ทนต่อแรงดันไฟฟ้า

อย่างไรก็ตาม มีความท้าทายเกิดขึ้น:

  • โดยทั่วไปแล้วสายไฟ 10kV ยาว 1 กิโลเมตรจะมีความจุประมาณ 0.25 μF/กม. เมื่อทดสอบความทนทานต่อความถี่กำลังไฟฟ้า 17.4kV กระแสประจุไฟฟ้าที่ได้จะอยู่ที่ประมาณ 1.4 A
  • สำหรับส่วนของสายเคเบิล 110kV ที่ทอดยาวหลายกิโลเมตร กระแสไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟสามารถสูงถึงหลายสิบหรือสูงถึงหนึ่งร้อยแอมแปร์ในระหว่างการทดสอบความทนทานต่อแรงดัน 128kV
  • หากต้องใช้หม้อแปลงทดสอบความถี่กำลังแบบเดิม (ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง) สำหรับงานดังกล่าว ความจุที่ต้องการของหม้อแปลงนั้นจะอยู่ในช่วงตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพัน kVA หน่วยดังกล่าวจะมีน้ำหนักหลายตัน ทำให้ไม่สามารถขนส่งไปยังสนามจริงเพื่อทำการทดสอบได้

ด้วยเหตุนี้ วิศวกรจึงคิดค้นวิธีแก้ปัญหาอันชาญฉลาด: การใช้เรโซแนนซ์ซีรีส์ LC สำหรับการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า วิธีการนี้ใช้แหล่งพลังงานความถี่แปรผันที่ค่อนข้างกะทัดรัดเพื่อสร้างวงจรเรโซแนนซ์อนุกรมที่ประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์และอุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUT) ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุ ในระหว่างการสั่นพ้อง แรงดันไฟฟ้าจะ "ขยาย" ขึ้นหลายสิบเท่า ในลักษณะนี้ เครื่องทดสอบที่มีน้ำหนักเพียงไม่กี่ร้อยกิโลกรัมสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าทดสอบได้สูงถึงหลายร้อยกิโลโวลต์ ในขณะที่แหล่งพลังงานนั้นจำเป็นต้องจ่ายกระแสไฟที่ค่อนข้างเล็กซึ่งสัมพันธ์กับการสูญเสียพลังงานที่ใช้งานอยู่ภายในวงจร

สิ่งนี้ประกอบขึ้นเป็นเหตุผลพื้นฐานเบื้องหลังการมีอยู่ของระบบการทดสอบชุดเรโซแนนซ์ความถี่แปรผัน (VFSR)

ครั้งที่สอง หลักการ: Series Resonance คืออะไรกันแน่?
2.1 "ชุดสามชิ้น" ของวงจรซีรีย์ RLC

วงจรเรโซแนนซ์อนุกรมทั่วไปและแบบธรรมดาที่พบกันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 ส่วน:

ส่วนประกอบ เครื่องหมาย องค์ประกอบเหล่านี้สอดคล้องกับอะไรภายในการตั้งค่าการทดสอบ
ตัวต้านทานอาร์ การสูญเสีย การสูญเสียทองแดงของเครื่องปฏิกรณ์ + ความต้านทานของสายไฟ + การสูญเสียอิเล็กทริกของชิ้นงาน
ตัวเหนี่ยวนำ L ที่เก็บแม่เหล็ก เครื่องปฏิกรณ์
ตัวเก็บประจุ C ที่เก็บไฟฟ้า ตัวอย่าง (สายเคเบิล หม้อแปลง GIS ซึ่งเป็นตัวเก็บประจุขนาดใหญ่โดยธรรมชาติ)

มีการเชื่อมต่อแบบอนุกรม (หัวถึงหาง) และขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายไฟความถี่แปรผัน (~U) หมายเหตุ: ชิ้นตัวอย่างที่ทดสอบโดยในตัวมันเองคือตัวเก็บประจุ (C) นี่เป็นจุดสำคัญและเป็นคำถามที่เพื่อนร่วมงานมักถาม: "สายเคเบิลที่นี่ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุหรือไม่" คำตอบคือ: ใช่ เนื่องจากชั้นสื่อกระแสไฟฟ้า 2 ชั้นของสายเคเบิล ได้แก่ ตัวนำหลักและส่วนหุ้มโลหะ ถูกแยกออกจากกันด้วยฉนวน XLPE โครงสร้างทางกายภาพของสายเคเบิลจึงเป็นของตัวเก็บประจุทรงกระบอก

2.2 เงื่อนไขการสั่นพ้อง: สูตรเดียวกำหนดผลลัพธ์

ค่าตรงข้ามที่ตัวเหนี่ยวนำแสดงต่อกระแสสลับเรียกว่า "ปฏิกิริยารีแอคแตนซ์" (XL): XL = 2πfL ค่าตรงข้ามที่ตัวเก็บประจุแสดงต่อกระแสสลับเรียกว่า "ปฏิกิริยารีแอกแตนซ์" (XC): XC = 1/(2πfC)

เมื่อความถี่ถูกปรับเป็นค่าเฉพาะเพื่อให้รีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำเท่ากับรีแอคแทนซ์แบบคาปาซิทีฟ:

ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)  0

นี้f0แสดงถึงความถี่เรโซแนนซ์ ภารกิจหลักของแหล่งจ่ายไฟความถี่ตัวแปรคือการกวาดความถี่อย่างต่อเนื่องเพื่อค้นหาตำแหน่งเฉพาะนี้f0.

2.3 "ความมหัศจรรย์" ของการสั่นพ้อง: การยกเลิกแรงดันไฟฟ้า

ณ เวลาที่เกิดเสียงสะท้อนที่แม่นยำ แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำ (แอล) และแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุ (ยูซี) มีขนาดเท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้ามทุกประการ (แสดงระยะต่างกัน 180°) เวกเตอร์แรงดันไฟฟ้ารวมเป็นศูนย์ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เหลืออยู่ภายในวงจรคือแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน. ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟจึงจำเป็นเพียงเพื่อชดเชยการสูญเสียเหล่านี้เท่านั้น โดยแทบไม่ต้องใช้พลังงานรีแอกทีฟเลย

สิ่งนี้จะอธิบายที่มาของความคิดเห็นที่แนะนำว่า "แรงดันไฟฟ้าภายนอกคือ 0V" แม้ว่าจะเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่ามันเป็นผลรวมของแรงดันไฟฟ้าตัวเหนี่ยวนำและแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่ตัดกระแสไฟฟ้าจากภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพถึง 0V แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งอุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการทดสอบ(DUT) ไม่ใช่ 0V อย่างแน่นอน ในความเป็นจริง DUT (ตัวเก็บประจุ) อยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่สูงมาก

2.4 ปัจจัยด้านคุณภาพถาม: 5 kV เพิ่มเป็นมากกว่า 100 kV ได้อย่างไร?

นี่เป็นการตอบคำถามที่พบบ่อยและมักจะน่างงงวยในอุตสาหกรรม ซึ่งเพื่อนร่วมงานมักหยิบยกขึ้นมาในส่วนความคิดเห็น (ดังที่เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งถามว่า: "ฉันคิดไม่ออกว่าการตั้งค่าเครื่องปฏิกรณ์ซีรีส์ 5 kV จัดการเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้สูงถึงมากกว่า 100 kV ได้อย่างไร")

คำตอบอยู่ที่ปัจจัยด้านคุณภาพ(ถาม):

ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)  1

ที่เรโซแนนซ์ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมชิ้นงาน (UC) และแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ (U) คือ:

ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)  2

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไม่ว่าแรงดันไฟฟ้าใดก็ตามที่จ่ายออกมาจากแหล่งพลังงาน แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมชิ้นงานทดสอบจะถูกขยายด้วยแฟกเตอร์ของ Q

  • สำหรับระบบเรโซแนนซ์อนุกรมความถี่แปรผันที่ผ่านการรับรอง โดยทั่วไปปัจจัย Q จะอยู่ในช่วง 30 ถึง 80
  • ด้วยแหล่งจ่ายไฟอินพุต 5 kV (ที่ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงกระตุ้น) และปัจจัย Q เท่ากับ 30 แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งชิ้นงานทดสอบจึงสูงถึง 150 kV
  • ยิ่งปัจจัย Q สูงเท่าใด ความเครียดก็จะน้อยลงกับแหล่งพลังงานเท่านั้น อย่างไรก็ตาม จุดพีคของเรโซแนนซ์จะคมชัดขึ้นและหาตำแหน่งได้ยากขึ้น ในทางกลับกัน หากปัจจัย Q ต่ำเกินไป การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะไม่เพียงพอ

สิ่งนี้ทำงานบนหลักการเดียวกันกับการปรับจูนวิทยุ: วิทยุทำงานโดยทำให้วงจร LC สะท้อนที่ความถี่ของสถานีเฉพาะ ดังนั้นจึง "ขยาย" สัญญาณความถี่นั้น—กลไกที่ซ่อนอยู่โดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน

2.5 เหตุใด "ความถี่ตัวแปร" จึงจำเป็น

วิศวกรผู้มีประสบการณ์หลายคน เมื่อทำการทดสอบแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อความถี่กำลัง-ความถี่ (ที่ 50 เฮิร์ตซ์) จะปรับค่าความเหนี่ยวนำ โดยทั่วไปโดยการสลับก๊อก ขยับแกนเหล็ก หรือเปลี่ยนช่องว่างอากาศ กระบวนการนี้ทั้งยุ่งยากและต้องใช้แรงงานมาก

เสียงสะท้อนความถี่แปรผันใช้แนวทางตรงกันข้าม: ความเหนี่ยวนำและความจุไฟฟ้ายังคงคงที่ (เนื่องจากตัวชิ้นงานทดสอบได้รับการแก้ไขแล้ว) และความถี่ของแหล่งจ่ายไฟจะถูกปรับให้ตรงกับจุดเรโซแนนซ์ โดยทั่วไป ช่วงเอาต์พุตของแหล่งความถี่แปรผันคือ 30 ถึง 300 Hz ยิ่งความยืดหยุ่นในการปรับความถี่มากเท่าใด ความสามารถในการปรับตัวของระบบในการทดสอบชิ้นงานที่มีค่าความจุไฟฟ้าที่แตกต่างกันก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ข้อมูลนี้อธิบายว่าทำไมอินเทอร์เฟซคอนโซลควบคุมจึงแสดงข้อมูลจำเพาะ เช่น "อินพุต: 0–400 V, 30–300 Hz"

ที่สาม เครื่องมือ: ระบบ 270 kV / 108 kVA ที่สมบูรณ์มีลักษณะเป็นอย่างไร
3.1 องค์ประกอบโดยรวม (สี่องค์ประกอบหลัก + หนึ่ง "สมอง")

โดยทั่วไประบบทดสอบเรโซแนนซ์อนุกรมความถี่แปรผันที่สมบูรณ์ประกอบด้วยห้าส่วน:

ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)  3

คำอธิบายการกำหนดค่า 3.2 270 kV / 108 kVA

ยกตัวอย่างระบบทดสอบเรโซแนนซ์ชุดความถี่แปรผันทั่วไป 270 kV / 108 kVA เป็นตัวอย่าง (พารามิเตอร์อาจมีการคำนวณใหม่):
ตารางพารามิเตอร์หลัก

รายการ พารามิเตอร์
แรงดันไฟฟ้าขาออกที่กำหนด ซีรีย์เต็ม: 270 kV
กระแสไฟขาออกที่ได้รับการจัดอันดับ ซีรีย์เต็ม: 0.4 A
ความจุรวม 108 เควีเอ
จำนวนส่วนเครื่องปฏิกรณ์ 4 ขั้นตอน
ส่วนเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยว 67.5 kV / 27 kVA / 0.4 A
ตัวเหนี่ยวนำส่วนเดียว ประมาณ 537 H (ประมาณที่ 50 Hz)
หม้อแปลงกระตุ้น ด้านไฟฟ้าแรงสูงแบบหลายก๊อก (เช่น 1.5 kV / 3 kV / 6 kV)
ความจุหม้อแปลงกระตุ้น ≥ 30 เควีเอ
อินพุตแหล่งจ่ายไฟความถี่ตัวแปร 380 โวลต์ 3 เฟส
เอาท์พุทแหล่งจ่ายไฟความถี่ตัวแปร 0–400 โวลต์, 30–300 เฮิรตซ์
อัตราส่วนตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า โดยทั่วไป 1,000:1 หรือ 2000:1
ปัจจัยด้านคุณภาพโดยรวม (Q) ≥ 40
วัตถุทดสอบหลัก สายไฟ 110 kV, หม้อแปลง 110 kV, GIS 110 kV และการทดสอบแรงดันไฟฟ้าทนอย่างสมบูรณ์สำหรับอุปกรณ์ 35–110 kV

ตัวอย่างการคำนวณใหม่: 4 ส่วน * 67.5 kV = 270 kV ✓; 4 ส่วน * 0.4 A = ? - ไม่ถูกต้อง! เมื่อเชื่อมต่อทั้งสี่ส่วนแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้าจะคงที่ที่ 0.4 A; ดังนั้นความจุรวม = 270 kV * 0.4 A = 108 kVA ✓.

3.3 เหตุใดส่วนเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยวจึงได้รับการจัดอันดับที่ 67.5 kV มากกว่า 270 kV

หลายๆ คนถามว่า: "ทำไมไม่เพียงแค่ผลิตส่วนเครื่องปฏิกรณ์ 270 kV เพียงส่วนเดียวล่ะ?

มีสาเหตุหลักสามประการ:

  1. ความซับซ้อนของกระบวนการฉนวน:ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูงเท่าไร ฉนวนคอยล์ การออกแบบระยะห่างตามผิวฉนวนภายนอก และการประมวลผลกระดาษน้ำมัน/SF6 ก็จะยิ่งท้าทายมากขึ้นเท่านั้น สำหรับส่วนเดียว อัตราผลตอบแทนการผลิตจะลดลงอย่างมากเมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าเกิน 100 kV
  2. ความยากลำบากในการขนส่ง:ส่วนเครื่องปฏิกรณ์ 270 kV หนึ่งส่วนสามารถสูงเกิน 4 เมตรและมีน้ำหนักมากกว่า 2 ตัน ทำให้ไม่สามารถขนส่งผ่านรถบรรทุกมาตรฐานไปยังเขตเมืองได้
  3. ความยืดหยุ่นในการกำหนดค่า:ด้วยการแบ่งยูนิตออกเป็นส่วนๆ จึงสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนานก็ได้ ซึ่งช่วยให้ระบบทดสอบเดียวสามารถรองรับวัตถุทดสอบได้หลากหลาย ซึ่งเป็นความสามารถที่ก่อให้เกิด "ความยืดหยุ่นในการเดินสายไฟ" ที่เราจะกล่าวถึงในภายหลัง
IV. การกำหนดค่าการเดินสายไฟ: จะเลือกและคำนวณวิธีการเดินสายไฟทั่วไปสามวิธีได้อย่างไร

สิ่งนี้ถือเป็นหัวข้อทั่วไปและมีการพูดคุยกันบ่อยครั้งในหมู่เพื่อนร่วมงานในอุตสาหกรรม ในเก้าในสิบกรณี การไม่สามารถ "ระบุตำแหน่งจุดสะท้อน" ได้นั้นเกิดจากข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเฉพาะนี้

4.1 หลักการทั่วไป (โดยสรุป)

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมช่วยเพิ่มแรงดันไฟฟ้า การเชื่อมต่อแบบขนานช่วยเพิ่มกระแส (และความจุ) หากชิ้นงานทดสอบมีความจุไฟฟ้าสูง ให้ใช้การกำหนดค่าแบบขนาน หากชิ้นงานทดสอบต้องการแรงดันไฟฟ้าทนสูง ให้ใช้การกำหนดค่าแบบอนุกรม

4.2 การกำหนดค่าแบบเต็มซีรีส์: 270 kV / 0.4 A (เหมาะสำหรับวัตถุทดสอบที่ต้องการ "ไฟฟ้าแรงสูง ความจุต่ำ")
  • แรงดันไฟฟ้ารวม: 4 * 67.5 = 270 กิโลโวลต์
  • กระแสไฟรวม: เช่นเดียวกับส่วนเดียว (0.4 A)
  • ความจุรวม: 270 * 0.4 = 108 kVA
  • ตัวเหนี่ยวนำทั้งหมด: 4L₁ (4 เท่าของการเหนี่ยวนำของส่วนเดียว)
การใช้งานทั่วไป:
  • การทดสอบความทนทานต่อไฟฟ้ากระแสสลับในสถานที่สำหรับ 110 kV GIS (แรงดันทดสอบ: 1.6Uₘ * √3 / √3 data 184 kV – 218 kV)
  • การว่าจ้าง AC ให้ทนทานต่อการทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง 110 kV (80% ของค่าทดสอบจากโรงงาน)
  • AC ทนทานต่อการทดสอบหม้อแปลงเครื่องมือ 110 kV อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก และบุชชิ่ง
  • อุปกรณ์ "ไฟฟ้าแรงสูง ความจุต่ำ" ทั้งหมดภายในระบบ 35 kV / 66 kV
4.3 การกำหนดค่าแบบสองซีรี่ส์ / สองแบบขนาน: 135 kV / 0.8 A (เหมาะสำหรับอุปกรณ์ "แรงดันปานกลาง ความจุปานกลาง")
  • แรงดันไฟฟ้ารวม: 2 * 67.5 = 135 กิโลโวลต์
  • กระแสไฟรวม: 2 * 0.4 = 0.8 A
  • ความจุรวม: 135 * 0.8 = 108 kVA (เหมือนกับการกำหนดค่าซีรีส์เต็ม!)

ประเด็นสำคัญ: กำลังการผลิตรวมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้าจะลดลงครึ่งหนึ่งในขณะที่กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมผู้แสดงความคิดเห็นบางคนจึงถามว่า "แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าคำนวณสำหรับการกำหนดค่า 2 ซีรีส์ 2 ขนานอย่างไร" คำตอบก็คือเพียงทำการบวกและลบเวกเตอร์ตรงไปตรงมาดังที่แสดงไว้ข้างต้น

การใช้งานทั่วไป:
  • สายไฟยาวปานกลาง 35 kV (หน้าตัด 300 มม.² ยาวประมาณ 1–2 กม.)
  • หม้อแปลงชนิดแห้ง 35 kV และหม้อแปลงแช่น้ำมัน
  • ชุดสวิตช์เกียร์ 35 kV (ทดสอบแรงดันไฟฟ้าทนทั้งตู้)
4.4 การกำหนดค่าแบบขนานเต็มรูปแบบ: 67.5 kV / 1.6 A (เหมาะสำหรับวัตถุทดสอบ "แรงดันต่ำ ความจุสูง")

┌── L1 ──┐
├── L2 ──┤
หม้อแปลงกระตุ้น ───▶ ──┤ ├──▶ วัตถุทดสอบ ───▶ กราวด์
├── L3 ──┤
└── L4 ┘
ส่วนเครื่องปฏิกรณ์ทั้ง 4 ส่วนเชื่อมต่อแบบขนาน

  • แรงดันไฟฟ้ารวม: 67.5 kV (แรงดันไฟฟ้าส่วนเดียว)
  • กระแสไฟรวม: 4 * 0.4 = 1.6 A
  • ความจุรวม: 67.5 * 1.6 = 108 kVA
  • ความเหนี่ยวนำรวม: L₁ / 4 (ความเหนี่ยวนำลดลงเหลือ 1/4)
การใช้งานทั่วไป:
  • สายไฟระยะไกล 10 kV (หน้าตัด 300 มม.², ความยาว > 2 กม.)
  • ขดลวดสเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความจุสูง 10 kV ทนทานต่อการทดสอบแรงดันไฟฟ้า
  • สเตเตอร์มอเตอร์ไฟฟ้าแรงสูง 10 kV ทนต่อการทดสอบแรงดันไฟฟ้า
  • หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายและตู้จำหน่าย
4.5 การเลือกการกำหนดค่าสายไฟโดยสรุป (ระบบ 270 kV / 108 kVA)
การกำหนดค่าสายไฟ แรงดันขาออก กระแสไฟขาออก ความจุรวม การใช้งานที่แนะนำ (ตัวอย่างหน้าตัด/ความยาวสายเคเบิล)
ซีรีส์ 4 270 กิโลโวลต์ 0.4 ก 108 เควีเอ 110 kV GIS, หม้อแปลง, หม้อแปลงเครื่องมือวัด; สายเคเบิลสั้น 35–110 kV
3 ซีรี่ส์ 1 ขนาน (บายพาส) 202.5 กิโลโวลต์ 0.53 ก 108 เควีเอ สายเคเบิลยาวปานกลาง 66–110 kV
2 ซีรี่ส์ 2 ขนาน 135 กิโลโวลต์ 0.8 ก 108 เควีเอ สายเคเบิล 35 kV (300 มม.² / ประมาณ 1.5 กม.)
1 ซีรี่ส์ 4 ขนาน (บายพาส) 67.5 กิโลโวลต์ 1.6 ก 108 เควีเอ สายเคเบิล 10 kV (300 มม.² / 3–4 กม.) มอเตอร์ขนาดใหญ่

สิ่งสำคัญที่ต้องจำ: ไม่ว่าการกำหนดค่าการเชื่อมต่อจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ความจุรวมยังคงที่ 108 kVA; แรงดันและกระแสเพียงแต่เปลี่ยนระหว่างสถานะ "แรงดันสูง กระแสต่ำ" และสถานะ "แรงดันต่ำ กระแสสูง" เมื่อเข้าใจแนวคิดนี้อย่างสมบูรณ์แล้ว กระบวนการเดินสายไฟจะไม่ดูลึกลับอีกต่อไป

4.6 ต้องใช้ส่วนเครื่องปฏิกรณ์กี่ส่วนสำหรับความยาวสายเคเบิลที่กำหนด? กรุณาระบุสูตรในการคำนวณ

นี่เป็นคำถามที่เพื่อนร่วมงานในภาคสนามมักพบบ่อย ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการประมาณค่าเชิงปฏิบัติเชิงวิศวกรรม:

ขั้นตอนที่ 1: ประมาณค่าความจุ (C) ของสายเคเบิลที่ทดสอบ

ค่าอ้างอิงสำหรับความจุทั่วไปของสายเคเบิลเชื่อมโยงข้าม 3 คอร์ขนาด 10 kV (ต่อเฟสถึงกราวด์):

ภาพตัดขวาง (มม.²) ความจุไฟฟ้า (μF/กม.)
70 0.18
120 0.22
240 0.30 น
300 0.32
400 0.36

ตัวอย่าง: สำหรับสายเคเบิลขนาด 10 kV / 300 มม.² ที่มีความยาว 2 กม., C γ 0.32 * 2 = 0.64 μF

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณกระแสประจุไฟฟ้า (ประมาณจากแรงดันทดสอบและ 50 Hz)

แรงดันไฟฟ้าที่ทนทานต่อสายเคเบิล 10 kV = 17.4 kV (เหตุผลสำหรับสิ่งนี้จะอธิบายในไม่ช้า) ความถี่คำนวณที่ 50 Hz (ความถี่เรโซแนนซ์จริงจะเบี่ยงเบนเล็กน้อย):
ไอซี = U * 2πf * C = 17,400 * 2π * 50 * 0.64 * 10⁻⁶ หยาบคาย 3.5 A

ขั้นตอนที่ 3: เลือกการกำหนดค่าการเดินสาย

สำหรับข้อกำหนดกระแสไฟ 3.5 A โดยใช้หน่วย 270 kV/108 kVA:
• เอาต์พุตแบบขนานเต็มให้กำลัง 1.6 A ซึ่งไม่เพียงพอ
• กล่าวอีกนัยหนึ่ง สำหรับสายเคเบิลยาวประเภทนี้ หน่วย 270 kV/108 kVA เดียวไม่เพียงพอ จำเป็นต้องมีหน่วยที่มีความจุสูงกว่า (เช่น 270 kV/216 kVA) หรือต้องเปลี่ยนไปใช้หน่วยที่มีการออกแบบ "แรงดันต่ำ กระแสสูง" (เช่น รุ่น 108 kV/270 kVA)

ขั้นตอนที่ 4: ตรวจสอบว่าความถี่เรโซแนนซ์อยู่ในช่วงการทำงานของแหล่งพลังงานความถี่แปรผันหรือไม่

สมมติว่าส่วนตัวเหนี่ยวนำเดี่ยวมีค่าความเหนี่ยวนำ 537 H สี่ส่วนที่เชื่อมต่อแบบขนานจะส่งผลให้ค่าความเหนี่ยวนำรวม L = 537/4 พรีเมี่ยม 134 H
f0 = 1 / (2π√LC) = 1 / (2π√(134 * 0.64 * 10⁻⁶)) หยาบคาย 17 เฮิร์ตซ์

ที่ 17 Hz ความถี่จะต่ำกว่าขีดจำกัดล่างตามมาตรฐานอุตสาหกรรมทั่วไปที่ 30 Hz สำหรับแหล่งพลังงานความถี่แปรผัน ด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถหาจุดสะท้อนได้ นี่เป็นปัญหาที่มีการหยิบยกซ้ำแล้วซ้ำเล่าในส่วนความคิดเห็น

ขั้นตอนที่ 5: จะทำอย่างไร?
  • ตัดส่วนของสายเคเบิลให้สั้นลงสำหรับการทดสอบ (เช่น แยกสายเคเบิลยาว 2 กม. ออกเป็นสองส่วนยาว 1 กม. เพื่อการทดลองแยกกัน)
  • เปลี่ยนไปใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่มีความเหนี่ยวนำต่ำกว่า (เช่น เครื่องปฏิกรณ์กระแสสูงที่มีความเหนี่ยวนำต่ำแบบพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับระบบ 35 kV)
  • เลือกอุปกรณ์ที่มีช่วงการปรับความถี่ที่กว้างขึ้น (เช่น แหล่งพลังงานความถี่แปรผันระดับมืออาชีพที่ได้รับการอัปเกรดแล้ว ซึ่งสามารถเข้าถึงความถี่ต่ำถึง 20 Hz ซึ่งเป็นมาตรฐานทั่วไปในอุตสาหกรรม)

สรุป: การเลือกเครื่องปฏิกรณ์ไม่ใช่เรื่องของการคาดเดาโดยพลการเกี่ยวกับการกำหนดค่าแบบอนุกรมหรือแบบขนาน ต้องใช้วิธีการที่เป็นระบบ ขั้นแรก ให้ประเมินความจุ ประการที่สอง คำนวณกระแส; และประการที่สาม ตรวจสอบความถี่เรโซแนนซ์ เมื่อเคลียร์ทั้งสามขั้นตอนสำเร็จแล้วเท่านั้นจึงจะถือว่าการกำหนดค่าการเดินสายที่เลือกถูกต้อง

V. การใช้งาน: ควรทดสอบอะไรกันแน่? ที่แรงดันไฟฟ้าเท่าใด? นานแค่ไหน?
5.1 ภาพรวมของวัตถุทดสอบ

การทดสอบการทนต่อแรงดันไฟฟ้าชุดเรโซแนนซ์ความถี่แปรผันใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดที่สามารถจำลองเป็นโหลดแบบคาปาซิทีฟได้:

  • สายไฟ (แนวทางปฏิบัติทั่วไปในอุตสาหกรรม ใช้ได้กับระบบ 10 kV – 500 kV)
  • หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง (10 กิโลโวลต์ – 750 กิโลโวลต์)
  • GIS, HGIS และเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบถัง
  • หม้อแปลงเครื่องมือ (หม้อแปลงแรงดันและกระแส)
  • อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและบูช
  • เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ขนาดใหญ่ (ขดลวดสเตเตอร์ลงดิน)
  • ชุดสวิตช์เกียร์ที่สมบูรณ์

วัตถุที่ไม่เหมาะสม: โหลดความต้านทานหรืออุปนัยล้วนๆ และวัตถุที่มีความจุไฟฟ้าต่ำมาก (ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการชดเชยมากเกินไปและการเบี่ยงเบนของจุดเรโซแนนซ์ที่มีนัยสำคัญ)

5.2 แรงดันทดสอบถูกกำหนดอย่างไร? ตัวอย่าง: "เหตุใดจึงใช้ 17.4 kV กับระบบ 10 kV"

ผู้ใช้บางคนมักถามคำถามนี้บ่อยครั้ง กฎมีดังนี้:
ตามมาตรฐานแห่งชาติ GB 50150 และการกำหนดประเภทสายเคเบิล:
โดยทั่วไปประเภทสายเคเบิล 10 kV ถูกกำหนดให้เป็น 8.7/10 kV หรือ 8.7/15 kV ค่าทางด้านซ้ายของเครื่องหมายทับ —8.7—เรียกว่า U0 ซึ่งแสดงถึงแรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสถึงกราวด์ที่กำหนด ค่าทางด้านขวาแสดงถึงแรงดันไฟฟ้าแบบบรรทัดต่อบรรทัดที่กำหนด
การทดสอบความต้านทานแรงดันไฟฟ้าสำหรับการติดตั้งใหม่/การว่าจ้าง: แรงดันไฟฟ้าทดสอบ = 2U0 = 2 * 8.7 = 17.4 kV ค้างไว้ 60 นาที (หมายเหตุ: นี่คือ 1 ชั่วโมง ไม่ใช่ 1 นาที)
การทดสอบแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อการป้องกัน: แรงดันทดสอบ = 1.6U0 = 1.6 * 8.7 = 13.92 kV; ระยะเวลาการถือครองจะถูกกำหนดโดยกฎระเบียบการปฏิบัติงานเฉพาะ

ตารางอ้างอิงด่วนสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้าทั่วไปหลายระดับ (การทดสอบการเดินสายเคเบิล)


แรงดันไฟฟ้าของระบบเคเบิล

ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)  4 

แรงดันทดสอบ (ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)  5)

เวลาอันดี

10 กิโลโวลต์ (8.7/10)

8.7 กิโลโวลต์

17.4 กิโลโวลต์

60 นาที

35 กิโลโวลต์ (21/35)

21 กิโลโวลต์

42 กิโลโวลต์

60 นาที

66 กิโลโวลต์ (38/66)

38 กิโลโวลต์

76 กิโลโวลต์

60 นาที

110 กิโลโวลต์ (64/110)

64 กิโลโวลต์

128 กิโลโวลต์

60 นาที

220 กิโลโวลต์ (127/220)

127 กิโลโวลต์

216 กิโลโวลต์ (1.7ข่าว บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ A Comprehensive Guide to Variable Frequency Series Resonance Resist Voltage Test Systems (การศึกษากรณี: 270 kV/108 kV)  6)

60 นาที

ประเด็นที่มีการโต้แย้งในฟอรัมอุตสาหกรรม—คำกล่าวอ้างที่ว่า "การทดสอบในสถานที่จริงจะใช้เวลาเพียงหนึ่งนาทีเท่านั้น ฉันไม่เคยเห็นใครทำการทดสอบเต็ม 60 นาทีเลยจริงๆ"—เน้นให้เห็นถึงความแตกต่างอย่างกว้างขวางระหว่างการปฏิบัติงานจริงภาคสนามและมาตรฐานที่กำหนดไว้ แม้ว่ากฎระเบียบจะกำหนดระยะเวลา 60 นาที (โดยเฉพาะสำหรับการทดสอบการใช้งาน 10 kV) ทีมภาคสนามจำนวนมากภายใต้แรงกดดันเพื่อให้ตรงตามกำหนดเวลาที่จำกัด ก็ต้องตัดมุมโดยจำกัดการทดสอบให้เหลือเพียงห้านาทีหรือน้อยกว่านั้นด้วยซ้ำ นี่ถือเป็นการละเมิดระเบียบปฏิบัติอย่างชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของสายเคเบิลที่เพิ่งวางใหม่ เวลาที่ประหยัดได้จากการข้ามขั้นตอนที่เหมาะสมจะต้องได้รับการชำระคืนในภายหลังในรูปแบบของความล้มเหลวของอุปกรณ์ในอนาคตอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

5.3 5 นาทีหรือ 60 นาที? "รายการเผด็จการ"


ประเภทการทดสอบ มาตรฐาน เวลาถือครอง
การทดสอบสายเคเบิล 10 kV กิกะไบต์ 50150-2016 60 นาที
การว่าจ้างสายเคเบิล 35 kV กิกะไบต์ 50150-2016 60 นาที
การทดสอบสายเคเบิล 110 kV กิกะไบต์ 50150-2016 60 นาที
การว่าจ้างหม้อแปลงไฟฟ้า (80% ของมูลค่าโรงงาน) กิกะไบต์ 50150-2016 60 วิ
การทดสอบการทนต่อแรงดันไฟฟ้าในสถานที่ GIS กิกะไบต์ 50150-2016 60 วิ
การว่าจ้างมอเตอร์คดเคี้ยว กิกะไบต์ 50150-2016 60 วิ

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างการทดสอบนอกสถานที่แบบชั่วคราว "1 นาที" และการทดสอบมาตรฐาน "60 นาที" ที่เข้มงวดอยู่ที่สิ่งนี้: การทดสอบ 1 นาทีสามารถคัดกรองเฉพาะข้อบกพร่องของฉนวนที่รุนแรงอย่างยิ่งเท่านั้น ในขณะที่การทดสอบ 60 นาทีนั้นจำเป็นเพื่อ "บังคับ" บริเวณที่อาจมีการระบายออกบางส่วน รดน้ำต้นไม้ และข้อบกพร่องภายในชั้นป้องกันกึ่งตัวนำ วิศวกรที่มุ่งมั่นอย่างแท้จริงต่อความสมบูรณ์ทางเทคนิคตระหนักดีถึงความแตกต่างนี้

วี. คำถามที่พบบ่อยเชิงปฏิบัติ: ตอบคำถามที่มีความถี่สูงจากส่วนความคิดเห็นทันทีและทุกครั้ง
คำถามที่ 1: ฉันหาจุดเรโซแนนซ์ไม่พบ มีอะไรผิดพลาดตรงไหน
แก้ไขปัญหาตามลำดับความน่าจะเป็นจากมากไปน้อย:
  1. ข้อผิดพลาดในการเดินสายไฟ (ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดในอุตสาหกรรม): วิธีการเชื่อมต่อแบบอนุกรม/ขนานของเครื่องปฏิกรณ์ไม่ตรงกับโหลดแบบคาปาซิทีฟ ด้วยเหตุนี้ ความถี่เรโซแนนซ์จึงอยู่นอกช่วงการทำงานของ 30–300 Hz ของแหล่งพลังงานความถี่แปรผัน
  2. ชิ้นงานที่ทดสอบมีจุดพังทลายลงกราวด์: ชิ้นงานได้รับความเสียหายแล้ว ทำให้เกิดการลัดวงจรในลูปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งป้องกันไม่ให้เกิดเสียงสะท้อน
  3. เครื่องปฏิกรณ์ถูกวางบนพื้นตะแกรงโลหะหรือพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก: (โปรดดูส่วน "ความปลอดภัยและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด" ภายหลังในคู่มือนี้) กระแสน้ำวนที่เกิดจากโลหะทำให้ปัจจัย Q ลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เอฟเฟกต์เสียงสะท้อนเด่นชัดน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญ
  4. การเลือกก๊อกไม่ถูกต้องบนหม้อแปลงกระตุ้น: การตั้งค่าก๊อกด้านแรงดันสูงไม่ตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครื่องปฏิกรณ์
  5. วงจรเปิดหรือการลัดวงจรในตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าหรือวงจรการวัด: สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดการทริปผิดพลาดในระบบป้องกัน
  6. แหล่งพลังงานความถี่แปรผันทำงานผิดปกติ: ฟังก์ชันกวาดความถี่ทำงานไม่ถูกต้อง
คำถามที่ 2: สายไฟทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุหรือไม่
ใช่. แกนกลางของสายเคเบิล (ตัวนำ) และชั้นป้องกันโลหะ (กราวด์) ถูกแยกออกจากกันด้วย XLPE หรือฉนวนกระดาษที่ชุบน้ำมัน ทำให้เกิดโครงสร้าง "ตัวเก็บประจุทรงกระบอก" แบบคลาสสิกที่อธิบายไว้ในตำราเรียน สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานทางกายภาพสำหรับการทดสอบแรงดันไฟฟ้าแบบเรโซแนนซ์บนสายเคเบิล โดยตัวสายเคเบิลทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบตัวเก็บประจุ (C) ภายในวงจรทดสอบ
คำถามที่ 3: จำเป็นต้องเชื่อมต่อตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าหรือไม่
ใช่ มันเป็นข้อบังคับ เหตุผล:
  • แรงดันไฟฟ้าที่วัดที่ด้านแรงดันไฟฟ้าต่ำของหม้อแปลงกระตุ้น—แม้จะคูณด้วยอัตราส่วนหม้อแปลงแล้ว—จะไม่เท่ากับแรงดันไฟฟ้าจริงที่ใช้กับชิ้นงานทดสอบ (เนื่องจากเอฟเฟกต์เรโซแนนซ์จะขยายแรงดันไฟฟ้าเป็นแฟกเตอร์ของ Q และค่าของ Q จะลอยไปเมื่อความถี่เปลี่ยนแปลง)
  • หากไม่มีตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า คุณจะไม่มีทางรู้ได้อย่างแน่ชัดว่าชิ้นงานทดสอบนั้นได้รับแรงดันไฟฟ้าเท่าใด แรงดันไฟฟ้าที่ใช้อาจไม่เพียงพอ หรืออาจเกินขีดจำกัดที่ปลอดภัยมาก
  • ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้ายังให้สัญญาณป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน ซึ่งทำหน้าที่เป็นมาตรการป้องกันด้านความปลอดภัยที่สำคัญขั้นสุดท้าย ซึ่งเป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานของอุตสาหกรรม

ข้อยกเว้นเดียวที่คุณอาจ "ข้าม" การเชื่อมต่

เหตุการณ์ที่เกิดขึ้น
ติดต่อ
ติดต่อ: Mrs. Annie
แฟ็กซ์: 86-27-65526007
ติดต่อตอนนี้
โทรหาเรา