电缆金属护层环流的计算分析

<正>目前,交联聚乙烯绝缘电缆已广泛应用于电网中,对于高压线路,一般采用单芯交联聚乙烯绝缘电缆。当电缆长度较长时,金属护层中会产生较高的感应电压,电缆金属护层一般采用交叉互联接地的方式,将交叉互联段两端的感应电压控制在规定值以内。在正常运行情况下,电缆金属护套上会产生环流。当金属护套环流过大时,会使     

高压单芯电缆同相双回输电方式与运维分析

高压单芯电缆同相双回输电方式可以提高线路输送容量,但每根电缆线路电流分配不均匀限制了整体电缆回路输送更多的容量,为此分析同相2根并联线路的电路模型,计算电缆同相2根并联运行时电流分配以及感应电压,并利用实际线路的电流值验证了电缆的电流分配系数和不平衡系数;然后,计算了同相双回并联电缆线路护套环流,对比同相双回电缆护套分别独立交叉互联和相联后再交叉互联,得出前者环流值小很多;最后,针对同相并联电缆的输电方式,在电缆故障抢修方面给出了建议。实际的应用验证了此输电方式的有效性。     

高压单芯电缆金属护套雷电过电压仿真和参数分析

高压单芯电缆往往采用金属护套单端接地或金属护套交叉换位互联接地。当电缆受到过电压入侵时,金属护套上的过电压可能超过外护层的绝缘水平,击穿外护层。高压电缆单芯金属护套雷电过电压的仿真计算,与仿真所用模型、元件参数以及电缆的接线方式、运行方式等有关,而元件模型、参数的准确获得是非常困难的,电缆运行方式也是多种多样的。为此,在典型状况下护套雷电过电压仿真计算的基础上,对包括电缆结构、大地电阻率、侵入波波形、冲击接地电阻、电缆长度、负荷电阻的大小及性质等、模型及参数对护套雷电过电压的影响进行了分析研究,并研究了两个或更多的交叉互联大段串联以及有多回电缆出线时,电缆护套上的过电压。研究表明,电缆的结构、电缆长度、入波波形以及负荷电阻的大小和性质对金属护套过电压有较大的影响;当雷电入侵多个交叉互联大段串联的电缆导体时,应在各绝缘接头处加护层保护器;并联出线越多,其护套上的过电压越低。     

220kV高压单芯电力电缆金属护套环流分析

根据单芯XLPE电力电缆金属护套环流计算模型,编写C++程序,计算了交叉互联单元内三段电缆布置方式和段长不一致时的金属护套环流,并将计算结果与现场测试结果进行比较分析。根据计算和现场测试结果,一个交叉互联单元内三段电缆的段长和布置方式不一致对金属护套环流有影响,当电缆采用直角三角形和水平布置方式时影响尤为严重。为减小金属护套环流,高压单芯电缆应尽可能采用正三角形布置方式且保证三段电缆布置方式一致,段长尽量相等。     

单芯电力电缆金属护套环流计算及分析*

单芯电力电缆金属护套接地环流将降低电缆的额定载流量、缩短电缆的运行寿命,因此针对金属护套两端接地和交叉互联接地的单芯电力电缆,建立了金属护套接地环流的等值电路和计算模型,并推导了相应模型参数的计算式,在此基础上分析、计算了交叉互联接地方式不同工况下的金属护套接地环流值.计算结果表明,三相电缆系统结构和负荷电流的不对称度越大,则金属护套接地环流越大.     

同通道敷设多回单芯电缆金属护套感应电压与环流计算模型研究

随着城市电缆通道资源的日益紧缺,多回电缆同通道敷设成为电缆线路建设和运行必然面对的问题。目前尚缺乏对多回单芯电缆线路同通道敷设时金属护套感应电压与环流进行研究。根据单芯电缆交叉互联单元的等值电路,分析了单回路电缆金属护套感应电压与环流的计算模型。结合电缆敷设的实际情况,考虑了线芯电流不平衡、交叉互联单元内段长和敷设间距以及排列方式不同等因素的影响,推导出多回电缆同通道敷设时金属护套感应电压与环流的计算模型。     

在高压电缆线路中回流线对降低护层电压的效用

近年来,为了降低高压单芯电缆的护层损耗,已普遍采用金属护套单点互联和交叉互联接地方式。但是,在线路单相接地故障时,不仅电缆的金属护套感应了高电压,而且对其它平行导线,如通讯电缆、控制电缆等也感应了危险电压。本文叙述了在单点互联电缆线路中,为什么要敷设一根平行接地导线(亦称回流线),它能否起到既降低感应电压又降低地电位升高的作用问题。     

多回输电线路下单芯电力电缆护套感应电压和环流计算分析

110kV及以上等级的电缆一般采用单芯结构。为了限制电缆护套上的工频感应电压及环流,往往采用金属护套单端接地或金属护套交叉换位互联两端接地联接形式。理论计算和实际运行经验表明三相交叉互联两端接地均匀分段下电缆护套感应电压和护套环流较小。随着城市电力输电线路和高压电力电缆不断增多,高压电力电缆面临复杂的电磁环境,尤其是多回输电线路下单芯电力电缆护套感应电压和环流偏大,严重影响电力电缆的运行。关于多回输电线路下高压埋地电力电缆护套感应电压和环流的计算和分析,鲜有相关研究报道。本文通过建立电力电缆的护套环流和护套感应电压计算模型,进行了多回输电线路下高压埋地电力电缆护套感应电压和护套环流的实例计算。通过实例分析多回输电线路埋地单芯电力电缆的护套影响。计算分析表明多回输电线路的存在显著增大电缆护套感应和护套环流,与实际测量结果一致。     

高压单芯电缆交叉互联接地方式优化研究

为优化高压单芯电缆交叉互联接地方式,首先对交叉互联接地方式的优缺点进行分析,指出交叉互联接地方式的主要缺陷,来自金属护层感应环流的不可避免以及线路改造时接地方式改造的困难。讨论目前常用的几种金属护层感应环流的抑制措施,指出它们在有效性和适用性上存在的问题,最后提出了金属护层接地方式的优化方案,能有效地解决感应环流和线路改造困难等问题,可作为以后工程的推广方向。     

高压单芯电缆单相接地故障护套过电压特性仿真分析

高压单芯电力电缆在敷设过程中,为了限制感应电压、增加单段电缆长度、减少中间接头数量,金属护套层往往采用交叉互联接地.若电力电缆发生单相接地故障,在交叉互联点会感应出较高的过电压,影响电缆使用寿命.对此利用电磁暂态软件EMTP,研究了在单相接地故障情况下高压单芯电缆金属护套过电压特性,分析了电缆整体排列方式、接地电阻、负荷性质、交叉互联各小段电缆长度以及混合排列方式对金属护套过电压的影响程度.研究结果表明:电缆整体排列方式、交叉互联各小段电缆长度和混合排列方式对金属护套过电压的影响较大;接地电阻和负荷性质对感应过电压的影响较小.     

基于迭代法的单芯电缆载流量的研究

为解决电缆导体温度难测问题,采用迭代方法,以单芯电缆主绝缘能耐受的温升为依据,研究了单芯电缆的载流量。编程计算了单芯电缆金属护套两端直接接地及无环流时的载流量;讨论了环流对载流量的影响,并与IEC计算公式所得结果进行比较,验证了计算的正确性。并研究了双回路运行时,一回路电流对另一回路载流量的影响。结果表明,在两端接地方式下,金属护套环流对电缆载流量的影响很大,约为单端接地方式(无环流)的60%~80%。交叉互联接地方式下分段均匀的电缆,环流相对较小,对载流量的影响不大。负荷不均匀的双回路运行时,其中增加一回路负荷将使其临近回路的载流量减小。     

单芯XLPE电缆金属护套绝缘在线监测研究

分析了电缆金属护套接地模型,提出了环流法在线监测XLPE电缆金属护套绝缘性能。试验结果表明,环流值与金属护套绝缘性能差异密切相关,因而提出了“环流绝对值”与“环流相对变化量”的判据。开发的在线监测系统能很好地监测电缆金属护套绝缘性能,提高了电缆运行可靠性。     

高压电力电缆护层感应电压的补偿研究

电力电缆敷设时常采用三段换位的方法以降低护层电压,但电力电缆线路改造时容易造成换位的电缆三段不等长,从而引起护层电压不平衡,产生护层环流。为解决此问题,通过对电缆护层电压的理论分析,推导了电缆单回路和双回路任意排列方式下的护层感应电压的计算模型;提出了在电缆终端加补偿装置(实际上为补偿电感器)的方法来平衡护层电压,抑制护层电流,其基本原理是将该补偿装置套装于电缆上,电缆中通过电流时,补偿装置产生感应电动势,利用该感应电势来抵消电缆护层电压。补偿电感的仿真计算表明,该法可有效减小电缆护层的感应电压,从而减小护层环流,大大减小电缆损耗。     

电缆护层保护器在高压开关设备中的应用

从单芯电缆的结构原理入手,介绍了单芯电缆在使用时若没有相应的单芯电缆护层保护措施,可能出现的各种安全事故隐患。分析了电缆护层保护器对单芯电缆的保护原理及电缆护层保护器应用于高压电缆馈电开关设备时应注意的各种问题,并提出其一次系统接线图的正确接法。为高压开关设备制造企业在解决此问题时提供一定帮助。     

Determination of the reduction factor for feeding cable lines consisting of three single-core cables

The paper presents an original analytical procedure for the determination of the ground fault current distribution in the cases when a feeding line is composed of three single-core cables. The procedure takes into account the existence of all three cable sheaths as the return path for the ground-fault current. The reduction factor for these types of cables as given by the cable manufacturer takes into consideration only the existence of the metal sheath of a faulted single-core cable. As a consequence of that, the estimations of the safety conditions (step and touch voltages) on the grounding systems of the supplied stations are too severe. For the high-voltage cables, a certain, sufficiently low reduction factor achieved by an increase of the sheath cross-section can be demanded from the manufacturer. In both cases, too conservative values for the reduction factor lead to unnecessary expenditures. The quantitative analysis performed in this paper shows that the reduction factor for three single-core cables belonging to the same line is significantly lower in comparison to the situation when each of these cables is treated separately.     

电缆护层电压补偿与护层电流抑制技术

金属护层中产生感应电压是电力电缆的普遍现象,电缆敷设时常采用三段换位的方法以降低护层电压,但随着城市建设发展的加快,电缆线路的改造也越来越多,电力电缆线路改造时往往造成换位的电缆三段不等长,从而引起护层电压不平衡,产生护层环流。文中通过对电缆护层电压的理论分析,推导了电缆任意排列方式下的护层感应电压的计算模型;提出了在电缆终端加补偿装置的方法来平衡护层电压,抑制护层电流。其基本原理是将该补偿装置套装于电缆上,电缆中通过电流时,补偿装置产生感应电动势,利用该感应电势来抵消电缆护层电压。导出了补偿电感的计算模型,根据模型进行仿真计算,研制了电缆护层电压补偿装置,并在电力公司进行大量的现场实测,其实测结果与仿真计算基本一致。结果表明,基于所提出的方法可以有效地减小电缆护层的感应电压,从而减小护层环流,显著减小电缆损耗。     

500kV高压单芯电缆并联运行关键技术研究

随着线路负荷的不断上升,越来越多的单芯电缆线路采用同相多根并联的运行方式,而并联回路电流如何均匀分配始终是制约电缆同相并联运行的关键问题。通过对同相并联电缆等效电路的建模,推导了高压单芯电缆并联运行方式下各并联回路序阻抗的关系方程,并通过理论推导得出"镜像"布置方案可实现同相并联电缆间互阻抗相等,从而使同相并联电缆获得最佳均匀通流效果。在此基础上,依托某500 k V新建变电站工程,采用有限元法计算同相并联电缆在不同的空间布置方案下,单芯电缆同相并联运行时的电流分配特性。有限元计算结果表明,同相电缆的镜像布置方案可有效降低电缆电流的不平衡分配参数,提升并联电缆利用率。最后,结合常规地下/半地下500 k V GIS出线条件给出了推荐布置方案。