海底电缆无功损耗的计算

知识点：海底电力电缆

 海上风力发电厂向岸上输送电力的海底电缆，由于充电功率很大，需要计算无功损耗和充电功率，需要根据具体电缆计算相关参数，本文介绍根据已知的海底电缆参数，计算无功的方法。

      海底电缆的结构如下：

1. 已知数据

   一个海上风力发电站，发电总容量350MW，配置两台220MVA ,230±8×1.25%/36.75-36.75kV，220/110-110MVA 的分裂变压器，风力发电机就地升压到35kV后，通过4路35kV汇集线路进入海上220kV升压站，风机额定功率因数可在感性 0.95~容性 0.95 范围内设定，通过两回44.2km的220kV海底电缆送到陆上汇集站，负荷平均分配到两条线路，海底电缆参数如下：

2. 计算过程

  1）电抗的计算

      本过程只计算正序电抗

      有名值：  XL1=0.1497x44.2=6.62Ω；

       标幺值： XL1*= 6.62/(230?/100) =0.0125

 2）容抗的计算

      本过程只计算正序电容，电纳=1/Xc=ω.C

      电纳有名值：  BC1=0.1497x44.2=1750x10(-6)Ω；

       电纳标幺值： BC1*= 1750x10(-6)x(230?/100) =0.926

  3)  满发时的负荷电流

       本工程总装机容量为350MW，按2回路汇集线路均分，每回175MW，由于风机额定功率因数可在感性 0.95~容性 0.95 范围内，功率因数按1计算。

         I max = 175/(220x√3)=0.46kA;

    4) 无功损耗

       △QL= 0.0125x（230?/100)x(175?/230?)=3.83Mvar

       注：（230?/100) ：将标幺值转成有名值；

               (175?/230?) ：=S?/U? =3X Imax? ;

   5)  充电功率

       △Q C = 0.93/（230?/100)x230?=92.6Mvar

       注：（230?/100) ：将标幺值转成有名值，主要电纳是除，电抗是乘；

   6）总合计         

     无功损耗  △QL= 2x. △QL= 2x3.83=7.66;

      充电功率 △QC= 2.△QC= 2x92.6= 185.2 ;

3.  结果分析

    1） 充电功率比无功损耗大很多，比如本列，充电功率是无功损耗的23倍；

    2） 采用标幺值计算比较方便，容抗用电纳的标幺值；

    3）理解了无功损耗的含义，计算就很清晰了；

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2、Q／GDW 13286.1 — 2019 220kV海底电力电缆系统采购标准 第1部分：通用技术规范