330 kV四回路并联短电缆线路暂态特性研究

为满足城市日益增长的用电需求,多回路并联电缆大量敷设,电缆之间的相互影响越来越大,为提高多回路并联电缆的可靠性,需针对该线路稳态、暂态特性开展大量研究。针对目前研究较少的多回路并联短电缆线路暂态特性进行了分析。首先根据实际四回路并联短电缆线路进行仿真建模,研究了故障暂态电流特性,得出故障出现的位置与故障电流大小之间的规律。其次,研究了金属护套感应电压与护套接地方式的关系,当故障发生在靠近护套直接接地端时,另一端通过保护器接地,护套感应电压较小。各回路电缆护套分别接地也能有效降低故障感应电压。最后,研究了多回路电缆回流缆的最优布置方案,采用"三七"原则中间完全换位的布置方案可有效降低护套感应电压,与中间不换位布置方案相比,护套感应电压暂态峰值可降低约18.32%。     

大段长高压电缆护层保护器暂态特性分析与参数优化设计

大段长高压电缆在运行时会产生过高的护层感应电压,这对电缆护层保护器的过电压防护特性提出了更高要求,因此需要针对大段长电缆护层保护器暂态特性进行分析研究。基于PSCAD仿真软件,建立了典型220 kV高压电缆线路仿真模型,得出了在短路过电压和雷击过电压情况下,高压电缆长度对护层感应电压暂态特性的影响。通过绝缘配合与能量保护相结合的方式,得到了保护器参数取值范围及电缆线路短路电流与长度的适配曲线,提出了护层保护器参数优化设计的具体方法,并进行了试验测试。测试结果表明：当电缆线路出现短路故障时,随着电缆长度的增加,护层感应电压先线性增长,随后在保护器残压阈值的限制作用下逐渐趋于“饱和”状态,现有保护器能量吸收能力难以满足大段长电缆需求;改进后的护层保护器能量吸收能力显著提升,20 kA短路电流时允许的电缆长度大幅提高,满足大段长高压电缆线路安全运行的要求。     

基于拓展传输线理论的高压交流电缆输入阻抗和金属护套电压计算分析

基于电缆外部精确电磁场分析方法,提出了一种拓展传输线理论,能够计及广义大地参数和电磁暂态仿真的影响计算电缆输入阻抗。采用电磁暂态仿真程序EMTP-RV,利用拓展传输线理论对典型高压交流电缆开展输入阻抗和金属护套电压特性研究,研究当合闸于空载电缆时的金属护套暂态电压特性;通过对正序激励下的电缆输入阻抗模值-频率响应进行研究,分析由三相金属护套交叉互联产生的多种传播模态。采用拓展传输线理论计算的结果与使用基于矩量法的改进数值电磁场分析方法（method of moments-surface admittanceoperator,MoM-SO）的计算结果基本拟合,与现有电磁暂态仿真软件中（ATP-EMTP、PSCAD/EMTDC和EMTP-RV）的CableConstants子程序计算结果出现显著性差异。当合闸于空载电缆线路时,受大地电阻率影响,采用Cable Constants子程序计算出的电缆金属护套最大暂态电压与采用拓展传输线理论所得出的结果相比,计算偏差位于1.8%至135%之间。考虑输入阻抗计算和暂态仿真的关键性差异,研究内容对今后开展高压交流电缆参数计算、模态分析、电磁暂态仿真、...     

海南联网海底电缆护套绝缘监测方法研究

为监测海南联网工程中海底高压电缆的绝缘状况,根据海底电缆结构参数和运行条件特点,对海底电缆护套中的电流进行了研究.基于Matlab仿真计算软件,对护套中的感应电流和电容电流分别建立模型,讨论了电缆护套绝缘在各种故障下护套电流的响应特性.研究发现,护套绝缘对护套中的感应电流无明显影响,而电容电流不仅与护套绝缘水平有关还可反映外绝缘故障点的位置.     

一种不停电更换高压电缆护层保护器的切换装置

在城市电网快速建设的时代背景下,高压电缆线路输电也呈现出大长度、高负荷的发展趋向。为限制保护层感应电压,高压电缆线路多采取金属护套单端接地或者各相金属护套交叉换位互联接地的模式。但是高压电缆保护也不排除发生过电压的风险,需要及时更换损坏的保护器。为提升保护器更换的便捷度与安全性,本文设计了一种不停电更换高压电缆护层保护器的新型切换装置。     

110 kV电缆护层中操作过电压的暂态特性分析

teristic 摘要： 近年来在110 kV电缆线路中, 发生多起断路器合闸时电缆接头爆炸的事故。文中选取一发生典型接头击穿故障的电缆线路, 使用PSCAD建立了该电缆线路的电磁暂态仿真模型。由于该线路中间接头击穿故障发生在电缆充电后。因此文中仿真了空载合闸时的电磁暂态过程。首先计算了电缆线路各个接头处的线芯过电压, 由于空载线路电容效应, 各个接头处线芯过电压逐渐升高。应用傅里叶变换对过电压进行频率分析, 线芯过电压中包含较多的1~2 kHz的高频成分。其次对线路不同接头处的护层电压进行计算, 可得电压最大值出现在靠近线路首端的接头护层处。与线芯过电压相比, 空载合闸时的护层感应电压中含有大量的1~3 kHz、超过10 kHz的高频分量。最后改变护层交叉互联与单端接地的联结方式, 计算可得各处护层电压出现较大变化, 最大护层电压有所上升。改变2种护层联结方式的顺序后, 其对应的接头护层处电压的高频成分含量也出现变化。由于大量的高压单芯电缆护层采用混合联结方式, 因此文中的研究结果对优化电缆护层的配置方式具有指导意义。     

地下通信电缆雷电感应过电压的仿真计算

为研究地下通信电缆感应过电压在不同条件下的变化,采用VC++研发界面,通过VC++调用Matlab画图,用Fortran编程仿真研究了不同条件下地下通信电缆护套与芯线间雷电感应过电压,并分析了仿真结果,提出了降低地下通信电缆感应过电压的建议.     

近地面长导体感应电压的研究

为查明引起人体暂态电击的根本原因并找出有效的防止措施,利用电磁暂态软件EMTP-ATP建立了某500kV输电线路下方近地面长导体的感应电压的分析模型,着重分析了近地面长导体的电磁感应电压,并对比了实测电压值与计算电压值。结果表明,近地面长导体的电磁感应电压可忽略,近地面长导体良好接地可有效避免人体暂态电击。     

500 kV交流超高压电缆选型分析

通过在绝缘结构、金属护套结构和外护套结构3个主要方面的技术性能对比,分析对电缆载流量、分段盘长、结构机械性能和工程投资的影响,给500kV交流超高压电缆应用设计选型建议：交联聚乙烯（xLPE）绝缘、空气中敷设优选平滑铝护套、环保低热阻的外护套。     

海上风电场海底高压电缆电磁暂态过程的仿真分析

为了能更好地确定海上风电场海底高压电缆的选型要求,使用PSCAD／EMTDC软件建立相应的海上风电场仿真计算模型。针对海上风电场工频过电压、操作过电压和雷电过电压这3种电磁暂态过程的不同特点,进行仿真,并且考虑了不同的系统条件下上述3种过电压对电缆绝缘的影响。在操作过电压中,重点研究了合闸电阻对过电压的影响;而在雷电过电压中重点研究的是架空线路受雷电侵入波的过电压。仿真结果表明,海底电缆各层的结构参数对海底电缆的电磁暂态有着不同程度的影响,其中导体层、绝缘层、HDPE层对海底电缆的电磁暂态影响尤为明显。另外,海底高压电缆的护套层材料和主绝缘层材料也对电磁暂态有影响。     

大型光伏电站接入多机系统暂态电压稳定性研究

以一个集中式光伏电站接入IEEE 14节点系统为例,运用时域仿真法对含大规模光伏多机电力系统的暂态电压稳定性进行详细分析。除感应电动机外,光伏逆变器的动态特性以及光伏电站的运行模式也是影响系统暂态电压稳定性的重要因素。在系统负荷较轻时发生短路故障或系统发生断线故障时,较小的光伏逆变器响应时间常数有利于系统恢复暂态电压稳定;系统重载时光伏采用PV模式比PQ模式更有利于维持暂态电压稳定性。当光伏采用PQ模式运行,若系统重载,则会使短路故障极限切除时间大大减小,而在较大的光伏有功出力下断线故障易造成电压崩溃现象。安装动态无功补偿装置STATCOM可有效提高含光伏多机系统在重载时的暂态电压稳定性。     

并网故障下双馈感应风力发电系统的改进控制策略研究

介绍在并网故障下对双馈感应风力发电系统改进的控制策略研究。并网故障分为对称故障和不对称故障,在不对称故障情况下,当电网电压频率为60 Hz并且电机转速接近同步速时,在双馈感应风力发电机的转子中将会出现接近于120 Hz的转子电流主要谐波;在对称故障下,定子电压有一个瞬间跌落,从而会在转子中导致过电流、过电压、过转速的出现。该文中转子侧变频器(RSC)主要用于抑制在并网故障下转子中出现的谐波分量或过电流等现象;网侧变频器(GSC)则用于抑制变频器之间直流电容电压中出现的谐波,以维持直流电容电压恒定。所提出改进控制策略可更好地抑制并网故障,改善整个双馈感应风力发电系统的控制性能,并使用Matlab/Simulink仿真验证了控制效果。     

电气化铁路27.5 kV电缆护层保护器参数研究

27.5 kV电缆是高速铁路牵引供电系统的重要基础设施,其运行状况直接关系到高速铁路运输安全和运营品质。首先分析了护层保护器的工作原理,研究了三相电力电缆和电气化铁路用单相27.5 kV电缆的差异,总结了目前电气化铁路27.5 kV电缆用护层保护器现状及存在的问题;其次总结了27.5 kV电缆的接地方式,然后分别针对不同导线截面、不同外护套绝缘材料、不同屏蔽铜丝数量的27.5 kV电缆,对护层保护器接地线、额定电压、起始动作电压、持续运行电压、标称放电电流、标称放电电流下的残压、工频耐受电压、耐受大电流冲击电压、通流容量、电缆护层最低冲击电压、残压、动作次数寿命等参数进行了详细的研究,并提出了护层保护器参数的建议,对于电气化铁路护层保护器标准指定以及选型具有一定参考意义。     

精确击穿电弧模型仿真及分析

电缆故障电弧的动态特性对电缆故障测距起着至关重要的作用。故障电弧是由于过电压击穿空气而产生的。通过大量的理论分析研究和仿真对比,设置击穿电压为门限值,采取将击穿时刻提取出来,建立应用在电路故障测距的基于TACS开关精确三段式击穿电弧模型,对故障电弧的特性进行仿真计算。结果与实际电弧的动态特性相吻合,验证了该模型的正确性。     

基于综合负荷模型的感应电动机不稳定平衡点计算方法

正确认识电压失稳机理是进一步研究电力系统电压稳定问题的关键。建立了包含线路传输电抗、感应电动机、恒阻抗负荷以及无功补偿装置的实际电网综合负荷模型,提出了一种将实际电网部分电路等效为虚拟感应电动机的方法,并基于该方法以及戴维南定理构建了故障前、后虚拟感应电动机电磁转矩公式,进一步求解了感应电动机故障后不稳定滑差。该方法避开了传统方法求解感应电动机故障后不稳定滑差过程中遇到的系统故障切除后,感应电动机暂态过程中端电压不恒定的问题,使求解结果更加精确。利用该方法进一步分析了感应电动机负荷比例以及线路传输电抗对感应电动机故障后不稳定滑差的影响。利用PSD-BPA搭建的单机无穷大系统验证了所提方法的有效性。     

一种长大距离电缆线路电压工程算法

针对长距离电缆线路的电容电流分析和计算及由此引起的沿线电压升高问题在电缆线路设计和维护的处理中复杂、繁琐,基于传统的电缆线路电容电流的分析计算并结合仿真数据,提出了电缆线路电压升高计算的经验公式.仿真计算和实测数据均表明该经验公式计算快捷简便,精度能达到电缆线路工程设计和维护的要求.     

非磁性铝合金铠装海缆损耗实验研究

基于海洋输电实验基地,对110kV单芯非磁性铝合金铠装海缆的损耗进行了实验研究。实验验证了当线芯导体通过大电流时,铅护套及铠装上产生了感应电动势,并且在不同运行方式的损耗测试中证明了铅护套具有屏蔽作用。最后通过对比实验,证明了在金属护套与铠装回路中串联电阻能够减小海缆的损耗。     

直流交联聚乙烯电缆绝缘状态检测方法研究

随着新能源发电并网的发展,直流交联聚乙烯(XLPE)电缆的应用越来越广泛,但如何有效检测运行中直流电缆的运行状态以及对其状态的评价等仍是难题。通过搭建直流XLPE电缆局部放电和泄漏电流检测试验平台,在XLPE电缆半导电层残留缺陷模型基础上,研究了不同电压幅值与电压极性下局部放电和泄漏电流的特征。试验结果表明:局部放电和泄漏电流均可检测到电缆缺陷,其中局部放电在负极性电压作用下并且电压较高时更容易检测到电缆缺陷,泄漏电流在正极性电压作用下的特征变化明显,当外施电压低于额定电压时也可测得明显的变化量,有利于运行电缆的状态检测与评估。最后提出了运行条件下直流电缆状态利用泄漏电流进行带电检测的可行性,对提升直流XLPE电缆状态检测能力具有重要价值。     

直流交联聚乙烯电缆绝缘状态检测方法研究

随着新能源发电并网的发展,直流交联聚乙烯(XLPE)电缆的应用越来越广泛,但如何有效检测运行中直流电缆的运行状态以及对其状态的评价等仍是难题。通过搭建直流XLPE电缆局部放电和泄漏电流检测试验平台,在XLPE电缆半导电层残留缺陷模型基础上,研究了不同电压幅值与电压极性下局部放电和泄漏电流的特征。试验结果表明:局部放电和泄漏电流均可检测到电缆缺陷,其中局部放电在负极性电压作用下并且电压较高时更容易检测到电缆缺陷,泄漏电流在正极性电压作用下的特征变化明显,当外施电压低于额定电压时也可测得明显的变化量,有利于运行电缆的状态检测与评估。最后提出了运行条件下直流电缆状态利用泄漏电流进行带电检测的可行性,对提升直流XLPE电缆状态检测能力具有重要价值。     

同塔四回输电线路检修作业临时接地线挂接方式研究

同塔多回线路当其中一回线路停电检修,其他回路正常运行时,检修线路上会感应出较大的电压,在没有使用专用设备时会对检修人员的安全构成威胁。为了寻找更加安全且简单经济的检修方案,可以在检修线路上挂接临时接地线,使检修线路沿线感应电压降低到安全范围以内。结合广东木棉变电站至凯旋变电站同塔四回输电线路,计算了各个临时接地线挂接方案下的沿线感应电压,并分析了感应电压分布特点,得到了不同线路模型下使检修线路感应电压降低到安全范围内的临时接地线挂接方案,为检修作业提供了参考依据。