OPGW架空输电系统任一点接地短路电流分布的研究

架空输电线路发生接地短路时,短路电流在光纤复合架空地线(OPGW)上的分布对电力系统有重要影响。传统计算OPGW线上短路电流的方法大多采用工程简化计算和基于序分量法的计算,并且只考虑接地短路发生在杆塔处的情形,计算结果过于粗糙。为此提出了基于相分量模型对全线任一点接地短路电流计算的方法。分别提出接地短路发生在杆塔处和杆塔间不同的数学模型,进一步求解相导线和OPGW每一级档距上的电流。数值算例验证了在杆塔处接地短路分流模型的正确性,杆塔处接地短路的分流结果进一步验证了杆塔间接地短路分流模型的正确性,并在实际工程中进行了应用。对于复杂的OPGW架空输电系统,基于相分量模型的计算方法能够准确计算全线任一点发生接地短路时,OPGW线上短路电流的分布情况。     

架空线路短路电流分布及地线屏蔽系数的计算

采用相分量法计算了架空线路中短路电流的分布和地线屏蔽系数。计算结果表明,当架空线路发生对地短路故障时,如果考虑架空地线的回流作用,那么电力线路对附近通信线路的感性耦合的影响源（相导线与地线电流之和）在短路点和电源之间呈倒Ｖ型分布,其特点是在短路点和电源处的电流较小而线路中间区域电流较大。架空地线的实际作用或回流系数远大于依据中国电力部颁布的《送电线路对曜线路危险影响设计规程》所计算的结果。     

复杂结构输电线路接地短路及光纤复合架空地线电流计算

由于实际环境的影响和运行的需要等因素,电力系统输电线路结构越来越复杂。为了计算复杂情况下的光纤复合架空地线(OPGW)的故障电流,提出了基于线路交接点的扩展相分量法。根据线路的特点,将输电线路分割成若干个具有相同电气结构的区间;区间终端的电压源与其等效内阻抗由多端口戴维南等效电路求得;每个区间内建立统一的扩展相分量模型,以此来求解每个回路的电流。与传统的模型相比,所提方法更为全面地考虑了线路的电磁环境,并能解决复杂输电线路OPGW故障电流求解问题。     

OPGW的热稳定性分析

OPGW(Composite Fiber Optic Overhead Ground Wire)又称为光纤架空复合地线，它是利用高压输电线路的一根地线(避雷线)复合组成OPGW来传输光信息。文中阐述了短路电流引起OPGW温升的机理，讨论了OPGW在发生接地故障时的温升和短路电流计算方法，建立了一种完整的计算方法。对OPGW的热稳定性进行了探讨，提出了降低OPGW中的短路电流与热容量的几种措施。     

选择光纤复合架空地线和良导体地线应注意的问题

光纤复合架空地线(OPGW)的架设依附于电力线路,是具有普通架空地线和光纤通信能力双重功能的特种光缆。除应遵照架空输电线路设计规范进行设计外,还应满足OPGW的设计技术规定。通过对OPGW和良导体地线短路电流能力、抗雷击断股能力分析及对过载能力计算和比较,提出了在选择OPGW和良导体地线时应注意的几个问题。     

用OPGW改造110kV线路的可行性分析

以110kV海金线改造光纤复合架空地线OPGW线路为例,阐述了在对老输电线改造过程中如何从计算路线的最大短路电流入手,选择满足OPGW光纤热稳定性要求的合适架线方案。并通过更换架空地线后线路杆塔受力分析和OPGW的防雷等方面对线路运行的安全性进行复核。     

OPGW与普通地线构成的双地线系统中单相短路电流分流的计算

单相短路电流分布的准确计算对输电系统的安全有重要影响。文中说明了双侧消去法的特点,采用回路法对短路电流分布进行了量化计算和算例验证,将计算结果与双侧消去法的结果进行了比较,讨论了普通地线绝缘间隙不击穿情况下短路电流分布的变化。结果表明:回路法得到的短路电流分布与双侧消去法的结果一致,证明了采用回路法计算的结果是正确的;假定绝缘间隙不击穿时,相应线路段的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)要承受更大的电流,为实现OPGW与普通地线匹配,降低实际线路成本,绝缘间隙整定时,确保绝缘间隙击穿有重大的现实意义。     

OPGW短路电流温升计算原理及应用程序

OPGW具备输电和数据通信双重功能,能更有效地利用现有的电力资产和线路设施。然而,由于OPGW结构中包含有光纤,这就意味着温升限制与传统架空地线有所不同。尤其是在电力线发生短路故障时,短路电流流过地线会造成很高的瞬时温升。再者,OPGW组成部分像金属管、骨架等以前在传统的电力线路上没有用过,这就增加了计算常规短路电流温升的偏差。因此,考虑到OPGW特有的结构特性,古河电工及其合作伙伴专门进行了计算电流温升的研究,并开发出了相应的计算机软件。与OPGW实际的短路电流测试结果对比,计算的精确度在±5%以内。     

OPGW地线系统故障电流分布的计算与讨论

故障电流的准确计算是光缆复合地线(Compound Optical Ground Wire,OPGW)系统热稳定校验的基础.文章基于相参数模型,以某实际工程为背景,定量讨论了OPGW地线系统中线路互阻抗、杆塔接地电阻、变电站接地电阻、地线空间布置等因素对故障电流分布的影响规律.结果表明,OPGW地线型号和线路之间的互感对线路短路电流分布的影响较大;而杆塔与变电站接地电阻对短路电流的分布影响较小.     

利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型

在光纤复合架空地线(OPGW)设计中,通常需考虑送电线路发生单相短路故障时短路电流在OPGW和另一根地线中的分流关系,并需计算出相应的电流分量。为此,首先从OPGW短路电流热效应入手,探讨了短路电流持续时间的取值并推导出OPGW短路电流瞬时温升的公式,同时提出了分流地线在电力系统中的意义,然后对比计算OPGW和分流地线的分流关系后得出了分流地线选型的基本原则:即分流地线应有足够低的阻抗以使得OPGW的电流分量降到允许值以下;分流地线本身要有足够大的热容量;在满足防雷各项要求后应有足够的强度安全系数。最后针对广东省2005年IT项目中OPGW和良导体分流地线的短路电流热效应进行的计算分析验证了OPGW分流地线选型的方法和原则。     

Single‐phase to ground fault current distribution in transmission system based on the improved double‐side elimination method

In order to calculate the fault current distribution when a single‐phase to ground fault occurs in a transmission system with asymmetric parameters, this paper proposes an improvement on the traditional double‐side elimination method based on the phase component model. The improved double‐elimination method widens the range of the original method to the situation of multiple overhead ground wires and double power sources at both terminals. From the fault point, it divides the system into the left and right networks. Taking the left network as an example, the equations of all spans are formed. Then, the forward–backward recursive process of the theory is demonstrated. By optimizing the matrix calculation process, the calculation model for computers is formed, which can easily calculate the fault current on phase wires and overhead ground wires when a single‐phase to ground fault occurs. By comparing the results from this theory and the results from the EMTP simulation software, the correctness of the theory is established. Furthermore, in this paper we give a detailed discussion on the influence of tower grounding resistance and overhead ground wire operation mode on the fault current distribution. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

交流特高压输电线路复杂地线系统单相短路电流的计算

地线系统短路电流的准确计算对光纤复合架空地线（optical fiber composite overhead ground wire,OPGW）热容量的校验及地线的选型有重要意义。OPGW在地线系统的广泛应用,尤其是为降低地线系统损耗而出现的新地线接线方式,如分段绝缘、换位及开环等,使得地线系统的接线变得较为复杂。通...     

光纤复合架空地线的雷击断股机理与防治措施

针对我国光纤复合架空地线(opticalfibercompositeoverheadgroundwire,OPGW)断股时有发生的现状,有必要分析OPGW的断股机理并研究相应的防治措施。通过对我国OPGW断股情况的调查和对断股样品的微观分析得出了雷击造成OPGW断股的机理;按照标准进行雷击试验,分析了OPGW外层绞线单丝直径、绞线材料、雷击转移电荷库仑数、张力、雷电参数等因素对OPGW雷击断股的影响;通过模拟试验得出了避雷线接地方式与遭雷击概率的关系,根据雷击试验结果研制了2种耐雷型OPGW,通过计算并参照有关标准提出了OPGW发生断股损伤后的处理措施以及OPGW雷击断股的综合防治措施。     

New fault location system for power transmission lines usingcomposite fiber-optic overhead ground wire (OPGW)

A fault location (FL) method using composite fiber-optic overhead ground wires (OPGWs) was developed to find out where electrical faults occur on overhead power transmission lines. This method locates the fault section by detecting the current induced in the ground wire, i.e. the OPGW in this system. Since detected fault information is essentially uncertain, the fault information is treated in the proposed FL method as a current distribution pattern throughout the power line, and fuzzy theory is applied to realize the manner of fault location used by electrical power engineers. It was confirmed by computer simulations that the fault section can be accurately located using this method under various conditions. This FL system was applied to several commercial power transmission lines and successfully located the sections where electrical faults occurred     

OPGW光缆热性能的研究

提出了分析计算光纤复合架空地线(OpticalFiberCompositeOverheadGroundWires,OPGW)热性能的改进综合法,它利用分布函数求解趋肤效应并采用数值计算方法求解初始状态,在短路电流冲击的全过程中求解热交换性能,具有精度高、效果好等特点。利用该方法详细分析了几种常用OPGW的结构、材料与热性能之间的关系,结果表明光缆热性能分析对于OPGW产品的选型及运行维护具有重要的指导意义。     

光纤复合架空地线短路电流热效应研究

光纤复合架空地线（OPGW）在短路电流冲击下受热产生温升，进而影响其性能是目前工程应用中十分关心和亟待解决的问题，也是目前OPGW工程应用研究中的热点。在详细分析当前计算0PGW光缆短路电流热效应常规方法的基础上，综合考虑热交换、初始效果和趋肤效应的影响，提出了新的综合分析计算方法——改进综合法，并基于该方法开发了应用软件OPGWTA，利用该软件对几种常用结构的OPGW光缆进行了热效应分析计算和讨论，结果与实验吻合。应用表明：改进综合法及其计算软件，计算方法先进，考虑因素全面，精确实用，能方便地应用于OPGW光缆实际工作以指导0PGW光缆的产品选型、设计施工和运行维护工作。     

输电线路架空地线节能接地技术

架空地线与导线之间存在电磁感应,由此带来架空地线电能损耗问题。对架空地线节能接地技术进行系统研究,提出架空地线感应电压的控制原则,区分单回、多回线路提出架空地线节能接地方式以及地线分段节距计算公式。提出地线绝缘子及间隙选型要求,给出标准大气压以及不同海拔、温度、湿度条件下间隙距离参数,对冰区绝缘子还提出了覆冰绝缘配置和直流融冰技术要求。提出多种光纤复合地线（optical fiber composite overhead ground wire, OPGW）节能接续方案,并介绍了OPGW常用金具。提出的架空地线节能接地技术已在广东电网冰区、非冰区线路中实际应用。     

复合阻抗对输电线路零序参数的影响

为了降低逐杆接地的光纤复合架空地线(OPGW)上的能量损耗,在OPGW与地之间安装复合阻抗,对架设OPGW的输电线路零序参数进行了分析,并给出了复合阻抗导通个数不同的情况下,输电线路零序阻抗的计算公式。结合一条实际的220kV的输电线路,研究了复合阻抗的接入对输电线路的零序参数和接地故障时零序电流所产生的影响,用包含直流的电磁暂态(EM TDC)仿真验证了该分析方法的有效性。