交直流电缆混合敷设的基频电磁感应特性计算与分析

为制定针对性的感应电压/电流抑制措施,开展了交直流电缆混合敷设情况下直流电缆基频感应电压和电流的理论计算和特性分析。基于模块化多电平换流器(modular-multilevel-converter, MMC)结构和工作原理,得出了换流器基频阻抗计算方法。结合交直流电缆混敷时基频感应电压的计算,给出了基频感应电流的理论计算式。分析了各种电缆敷设方式下电缆间耦合距离、直流电缆金属护套接地方式以及直流电缆交叉换位等对电磁感应特性的影响规律,采用对称分量法计算了交流系统多种暂态过程中的基频感应电压。建立了MMC交直流电缆混合敷设的PSCAD/EMTDC仿真模型,稳态和暂态下基频感应特性误差分别不超过7%和9.6%,验证了所提出基频感应特性理论计算的有效性和电磁感应特性影响分析的正确性。仿真结果还表明,减小金属护套接地电阻和提高护套材料磁导率可有效增强其对电磁感应的屏蔽效果,直流电缆交叉换位敷设时可降低交流电缆的电磁感应。     

交直流电缆共沟敷设电磁环境影响因素

随着城市电力的扩张以及电力需求的增大,为解决地下电缆传输空间用地紧张的问题,新建的直流电缆将敷设在原有的交流隧道中,从而使电缆隧道内电磁场变得更为复杂。该文针对±320kV直流电缆和220kV交流电缆共沟敷设隧道建立电磁场仿真模型;计算隧道内的电磁场分布以及交流电缆在直流电缆上产生的感应电压;分析交直流电缆之间的距离、交流电缆和直流电缆的敷设方式以及单相交流电缆故障对电缆隧道电磁环境的影响,最后根据计算结果提出交直电缆间的最小距离以及交直流电缆的最优敷设方式。     

35kV单芯电缆金属屏蔽层感应电压计算及接地处理方案

通过对单芯电缆金属屏蔽层感应电压的计算得出,在三相回路系统中,当三相平衡负载情况下以对称敷设(等边三角形敷设)时,电缆金属屏蔽层上的感应电压最小且相等.提出了多点接地的单芯电缆金属屏蔽层感应电压处理方案.该方案是中间直接接地、两端保护器接地方式的进一步发展,两端通过端保护器接地,而中间在一定范围内进行直接接地.采用该接...     

多回路电缆布置优化的研究

为降低城市多回路电缆平行敷设工程的造价,可采用改变各回路电缆相序的方式来降低电缆金属护层上的感应电压。为此,通过感应电压计算和矢量分析法,分析了多回路高压电缆线路变化布置方式对电缆金属护层感应电压的影响,结果表明:减小同一回路三相电缆的相间距离或增大不同回路电缆之间的回路距离,可以降低多回路平行敷设电缆金属护层的感应电压值;多回路电缆线路的布置中,不同的相序排列组合对电缆金属护层的感应电压值有明显影响。因此,在敷设多回路电缆时,应兼顾有利于电缆散热和降低电缆金属护层感应电压值两方面,确定电缆之间的距离。     

飞机电缆雷电间接效应的耦合特性仿真研究

为降低雷电间接效应危害,提高飞行安全性,针对雷电对机身内部电缆雷电感应耦合的影响,采用基于有限元积分与传输线矩阵法的电磁仿真软件CST对飞机内部电缆进行雷电流脉冲仿真研究,分析在雷电流分量A作用下不同布局电缆感应电压和感应电流耦合情况。仿真结果表明,内部电缆感应电压和感应电流受电缆布局影响较大,且非屏蔽电缆和屏蔽电缆上的感应电压具有明显差异,随着飞机内部非屏蔽电缆与机身蒙皮间距离的增大,非屏蔽电缆感应电压呈线性增长。     

基于VSC-HVDC输电的直流电缆护套过电压建模

高压柔性直流(voltage-sourced converter-based high voltage direct current,VSC-HVDC)输电的直流电缆发生护套过电压可使屏蔽层击穿,导致电缆报废。为此,基于导纳矩阵,建立了直流陆缆的数学模型,给出了各参数的计算方法;同时,依托于厦门高压柔性直流输电示范工程,通过陆缆的级联模型和简化的交流源放电电路对不同工况的比较,具体地仿真分析了电缆主绝缘击穿时金属护套上的过电压特性。结果表明:分布参数电缆的模块化级联模型能够用于电缆主绝缘击穿时的仿真计算;高压柔性直流输电系统中当陆缆主绝缘击穿时,其护套过电压为高频电压,且达到kV量级,持续时间仅为2~3 ms;故障点距离换流站越近,护套过电压产生的应力就越大。因此,高压直流电缆的设计中必须考虑护套过电压保护,以确保屏蔽层不被击穿。     

多种敷设方式下集群电缆的直流载流量仿真研究北大核心CSCD

为了研究集群电缆敷设方式、回路间距、回路数以及排列方式对交流集群电缆直流载流量的影响,以10 kV交流配电网中广泛使用的三芯交联聚乙烯(XLPE)电缆为例,通过有限元仿真软件建立集群电缆的温度场和流场耦合仿真模型,得到了直埋敷设、排管敷设和沟槽敷设下集群电缆以双极式直流拓扑结构运行时的直流载流量、温度分布和流场分布。结果表明:随着回路间距和回路数的增大,集群电缆载流量的变化速率逐渐减小。直埋敷设下集群电缆之间的热场相互作用最大,而沟槽敷设下集群电缆之间的热场相互作用最小。增大集群电缆水平间距来提高直流载流量的效果要优于增大垂直间距。随着集群电缆距沟槽壁的水平距离增大,直流载流量呈现缓慢的下降趋势。研究结果可为多回路10 kV交流XLPE电缆的直流改造工程提供理论依据。     

直流海缆对海底油气管线的感应电压计算

直流海缆故障时对邻近海底油气管线产生的感应电压可能会影响管道的安全。根据电磁耦合原理,采用等效电路的方法,计算不同条件下油气管道上的感应电压值,并分析其影响因素。结果表明,油气管道上的感应电压随着油气管道距离海缆的距离增加,磁感应电压急剧减小;不同交叉角度时,暂态感应电动势随着交叉角度的增大急剧减小。     

高压输电线缆增加敷设段长研究

传统高压单芯电缆设计分段长度偏短,导致电缆接头数量急剧增加,造成接头价格昂贵,工程投资随之上升,电缆运行的故障概率也相应提高.针对这一问题,开展高压输电线缆增加敷设段长对金属护套最大感应电压和护套环流的影响,并计算最大段长.基于瞬态电力系统仿真软件,对220 kV输电线缆在不同的接地方式、不同的排列方式下的金属护套感应电压进行仿真校验,分析了段长增长后对护套感应电压和护套环流的影响,获得了不同敷设方式下的电缆最大段长,并与解析结果进行对比.针对段长增大后不平衡负载和段长情况下的护套电压和电流的影响进行了仿真分析,为大长段高压电缆的分段提供了参考.     

交直流电缆共同敷设隧道内电磁场环境

为分析交直流电缆共同敷设隧道内出现运维人员电麻痹的原因,基于有限元算法研究了±320kV直流电缆线路和220kV交流电缆线路共沟隧道内电场与磁场分布。首先计算交流在直流线芯以及护套上产生的感应电动势,确定交直流共沟敷设的可行性;其次计算隧道内磁场分布;再次利用高斯计以及对现场进行测量,并与仿真结果相比较;最后利用有限元迭代法确定了沙箱内空间电荷的累积量,分析运维人员发生电麻痹事故的原因。研究发现,隧道内高压直流侧磁感应强度高达1. 6 mT,这一数值大大超过了电缆隧道内磁感应强度的公众曝露极限值,而沙箱是导致这一现象的主要原因之一。     

光伏电站直流汇流电缆选型

光伏电站组件布置面积大,直流侧汇流级数多,直流汇流电缆数量庞大,造价占比较高,光伏电站建成后直流汇流电缆损耗所造成的电站效益损失大,故在直流侧汇流电缆截面选择时,应注重经济截面的选择.目前相关规范、规程或设计手册上的经济电流密度曲线均适用于交流电缆,不适应光伏电站直流侧汇流电缆经济截面的选择.结合光伏发电的特点,提出了基于GB 50217附录B的光伏电站直流汇流电缆经济电流密度的计算方法.在此基础上,结合现有规范,给出了直流汇流电缆的综合选型方法.     

我国发展直流海底电力电缆的前景

例举世界重要的海底电缆工程,表明其中大部分为直流海底电缆工程。叙述直流输电特点,着重以不同类型的直流和交流海缆载流量计算,证明直流海底电缆在输电容量、输电损耗和电缆线路长度限制方面显著优于交流海底电缆。肯定了我国发展直流海底电缆的必要性。有些运行条件下直流海底电缆会是优先的方案,甚至是唯一的选择。提出以发展直流交联聚乙烯(XLPE)海底电缆作为主要目标,并在比较不同类型海缆绝缘中的空间电荷对电场分布和电气绝缘性能影响和深入研究空间电荷积聚、抑制和移去机理基础上,积极研发抑制空间电荷积聚的XLPE绝缘料,作为关键技术突破,用于开发直流XLPE绝缘海底电缆,推进我国直流海底电力电缆的技术发展。     

大截面高压电缆金具电磁-结构瞬态耦合分析

电缆金具对电缆起着固定和支撑作用,电网短路时,电缆金具将承受巨大的电动力,其机械性能劣化,会对电网的稳定运行构成严重威胁。采用载荷传递的顺序耦合方法,建立电缆金具系统的电磁-结构有限元模型,以虚位移法和麦克斯韦电磁理论为基础,对电缆金具系统进行瞬态电磁场分析,得到其短路电动力和磁场分布情况,将电动力作为激励源对电缆金具进行结构瞬态动力学分析,研究其力学特性。结果表明：电缆所受瞬态电动力呈周期性变化,周期与工频周期有关,随周期增加,每个周期的瞬态电动力峰值逐步衰减;中间相电缆夹具应力水平最大,在夹具底座安装板拐角处出现了塑性变形;相对于电缆支架,电缆夹具的应力水平受静力、动力分析方法影响较小,若只对电缆夹具的应力水平做定性分析,可以采用静力分析方法,若想准确、定量分析电缆夹具的应力水平,建议采用瞬态动力学方法。电缆支架的应力水平受静力、动力分析方法影响较大,当电缆夹具采用水平“一”字形布置时,宜采用瞬态动力学分析方法。     

交流综自保护装置的位置信号异常分析与改进

针对一起高压开关柜采用交流综自保护装置,在传动试验时出现跳合闸位置信号灯异常的现象进行了调查,发现是由于交流回路的电缆芯之间在相近电源的电缆芯线排列紧密时会产生很高的感应电势造成的。提出了采用直流综自保护装置、壁挂式电源、互锁回路电缆分开设计的3种解决方案,分析了3种方案的优缺点及性价比。对互锁回路电缆分开设计及实施后,对其进行了近一年的运行跟踪统计,没有出现异常,证明了该方案的有效性。并对二次电缆选型、设计提出了建议。     

10～35kV XLPE电缆在线监测技术

对用于配电电网的交联聚乙烯（XLPE）电力电缆绝缘在线监测技术的研究现状进行了回顾,对各种在线监测技术的技术特点和问题作了分析比较,包括直流分量法、直流电压叠加法、电桥法、交流叠加法、低频叠加法、损耗电流测量法、接地线电流测量法及局部放电法。探讨了XLPE电力电缆绝缘在线监测技术的发展方向。     

10￣35 kVXLPE电缆在线监测技术

对用于配电电网的交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘在线监测技术的研究现状进行了回顾,对各种在线监测技术的技术特点和问题作了分析比较,包括直流分量法、直流电压叠加法、电桥法、交流叠加法、低频叠加法、损耗电流测量法、接地线电流测量法及局部放电法。探讨了XLPE电力电缆绝缘在线监测技术的发展方向。     

0.6/1 kV单芯电缆的选择和敷设

介绍了建筑工程中单芯电缆的选择和敷设要求,阐述了交流单芯电力电缆护层感应电势计算的相关规定,对保证电气系统的安全、可靠运行具有重要意义.     

高压XLPE电缆绝缘V t特性研究综述

交联聚乙烯（cross linked polyethylene,XLPE）绝缘电力电缆是输电线路的重要电 力设备。针对高压交流和直流电缆系统的运行现状,介绍了运用V t特性（击穿电压与击穿时间的关系）曲线描述XLPE电缆绝缘的电老化寿命模型,分析了国内外高压交、直流XLPE电缆绝缘V t特性的研究方法及相关结果。已有的研究结果表明,交流XLPE电缆绝缘的电老化寿命指数n值在9~25之间,直流XLPE电缆绝缘的电老化寿命指数n值在13~20之间。国内目前尚未见有关直流电缆绝缘V t特性研究的文献报道。     

共走廊同塔交直流输电线路电磁耦合分量的计算分析

为了充分利用架空线路走廊,交直流同塔输电将是电网未来发展的趋势,开展同塔交直流线路间电磁耦合干扰研究具有重要意义。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了双回交流与单回直流同塔输电线路耦合模型,研究了交流线路不同排列方式、导线相序和运行状态对直流线路电磁耦合的影响,计算了耦合地线以及耦合地线根数变化对直流线路电磁耦合的屏蔽效果。研究结果表明:交流线路呈倒三角且相导线采用ABC/ACB相序排列时,直流线路上的电磁耦合分量较小;交流线路故障严重破坏了电气参数的平衡,导致直流线路电磁耦合分量变大;耦合地线根数越多,屏蔽效果越好,耦合地线根数达到一定数量时,屏蔽效果将趋于饱和。     

EMP作用下的电缆耦合及屏蔽效能试验分析

介绍了三同轴法、线注入法、功率吸收钳法、混波室法等电缆屏蔽效能测试方法.进行了电磁脉冲作用下的同轴电缆和裸线耦合试验,探讨了该环境下同轴电缆屏蔽效能的测试方法.试验分析表明,电缆耦合后的波形为衰减振荡波,振荡周期正比于电缆的电长度,频谱与照射场的频谱不一致,裸线的耦合输出衰减较快.根据试验数据,采用峰值场强法计算的电缆屏蔽效能与峰值电压法的结果吻合,所以可采用峰值场强法对电缆进行电磁脉冲的屏蔽效能测试.电磁脉冲作用下的同轴电缆屏蔽效能较相当频段连续波作用下的略低.