10 kV架空绝缘导线雷击断线与防护的研究

10 kV架空线路多采用绝缘导线,但绝缘导线在遭受雷击后易发生断线事故,严重影响供电可靠性。对一起10 kV雷击断股导线的特征进行分析,总结导线断股处的基本特征;根据导线遭受雷击后的形态,从雷电过电压的产生、导线损伤的形成以及工频电弧的热效应等方面分析导线遭受雷击并发生燃弧的原因,得出绝缘导线发生断线现象是由于多重作用综合造成的。针对导致绝缘导线雷击断股断线的原因提出绝缘导线防护策略,为10 kV绝缘导线防止雷击断线事故的发生提供参考依据。

一起10 kV电缆局放现象的分析与处理

10 kV配网线路大量使用交联聚乙烯(cross linked polyethylene, XLPE)绝缘电力电缆,但因其常处于恶劣的运行环境,导致极易发生局部放电现象,影响供电可靠性。分析局放常用的检测方法,提出综合使用超声波、暂态地电压(transient earth voltage, TEV)和特高频(ultra high frequency, UHF)方法可有效提升电缆局放的检测准确率;根据配网电缆的运行特点与环境,设计配网局放检测装置,并制定适用于配网电缆的巡检策略。利用所设计的装置和巡检策略,对一起10 kV电缆局放现象进行检测分析,快速找到局放源,并判断出局放原因,验证了设备和方法的有效性。

一种可自适应多通信模块的智能电表设计

针对目前智能电表出现的通信方式单一,无法满足多种通信组网方案需求的问题,设计了一种可自适应多通信模块的智能电表。该智能电表对多种通信方式进行模块化设计,并通过低功耗微处理器STM32F103ZET6进行自适应,从而达到根据接入的通信模块自动选择通信方案的目的,同时还具备采集器的功能。详细给出了智能电表通信设计方案、硬件设计及软件设计,并对电表进行了实际测试,测试结果表明该电表可适应各种通信组网方案,对智能电表的通信设计具有较好的参考价值。

10kV绝缘导线雷击断线机理的研究

10 kV绝缘导线在雷击作用下易发生断线事故,严重影响到供电的可靠性。对10 kV绝缘导线运用波过程的方法进行建模,利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件对导线在雷电过电压作用下的暂态响应进行仿真,并对仿真结果进行了热效应和电磁力方面的定量计算。结果表明:雷电过电压击穿导线绝缘层仅是导线断线的诱因;绝缘子未闪络时的雷电流不足以将导线烧断;绝缘导线断线的主要原因在于过电压击穿绝缘层后工频电弧巨大的电磁力和热效应的综合作用。分析结果对减少绝缘导线雷击断线事故的发生具有参考价值。

基于DSP充电桩的检测电路设计与研究

针对目前电动汽车充电桩中输入电压与电流较难实时测量的问题,详细介绍了充电桩系统采样电路的设计思想,设计出基于DSP采样的硬件电路。当交流任一相输入电压大于某一设定值时,系统内所有模块会自动保护并停止输出,以保护充电模块及用户设备。当交流输入电压恢复正常后,充电模块自动恢复正常工作。同时本文所设计的电压、电流检测电路可用于其他系统中。

架空线路雷击跳闸率与防雷措施研究

对架空线路在感应雷和直击雷作用下的雷击跳闸率计算公式进行了推导,以某地实测数据经拟合的雷电流幅值概率函数为例进行计算。结果表明:在不采取任何防雷措施的情况下,100 km长的35 k V等级以下的架空配电线路年雷击跳闸率可能高达34.4次,严重影响电网的安全运行。计算结果与实际统计结果相吻合,验证了雷击跳闸率计算公式的正确性。分析了导致雷击跳闸的因素,提出了应对措施,即提高绝缘子冲击闪络电压、适当降低线路和杆塔高度、提升线路的耐雷水平以及降低工频建弧率等,以实现在不同程度上对架空配电线路进行防雷保护。

架空线路弧垂和绑扎线对雷电传播影响的研究

对雷电过电压在导线弧垂和绑扎线影响下的传播特性进行了研究,从频谱分析和线路波阻抗的角度入手分析了雷电波在传播时的折反射现象,并利用EMTP电磁暂态仿真软件进行仿真。结果表明:波前时间越短的雷电波的高频频谱能量越高,折射系数也越大;在弧垂与绑扎线的共同作用之下,折射电压幅值增大的程度随着波前时间的减小而增大;雷电过电压因折反射致使幅值增大会显著地降低线路的耐雷水平,导致绝缘导线及绝缘子易发生击穿。

一种中低压熔断器选型优化方法

中低压熔断器承担着保护电气设备和电网安全运行的重要任务,可以防止事故的扩大化,确保用户供电安全。但在实际使用中,人们较少考虑不同熔断器的适用性差异,以致选型不匹配导致的中低压熔断器事故频发。为解决这一行业痛点,本文提出一种基于逼近理想解法的熔断器性能评价方法,针对不同熔断器的运行特性提取特征参数,形成中低压熔断器性能评价指标体系,采用层次分析法确定各指标权重,列出评价的具体流程和步骤,并列举了中低压熔断器的选型优化实例,可为中低压熔断器在实际工程中的科学使用提供参考。

10 kV开关柜局放检测与定位研究

10kV配网开关柜因质量缺陷、运行环境恶劣等因素易产生局放现象,危害设备运行。介绍了局放产生的原因与现有检测技术的不足;根据配电房和开关柜的结构以及开关柜局放检测特点与巡检经验,制定了基于超声波、暂态地电压和特高频等方法的10 kV开关柜巡视与局放定位策略;通过实际案例验证了巡视与局放定位策略在开关柜局放检测与定位应用中的有效性。

10kV配电网不停电作业技术探讨与应用

针对10 kV配电网传统停电作业方法停电范围大、停电费用高等缺点,以某10 kV配电网开关站改造工程为例,提出一种10 kV配电网不停电作业施工方案,在对该开关站进行改造的同时,采用架空与电缆旁路作业方式实现该开关站后段负荷的供电。通过计算分析,验证了所提出的不停电作业方法具有供电可靠性高、经济性好等优点。对作业方案进一步思考,提出了更为合理的作业流程,为不停电作业积累了经验。

变压器电压暂降的传递特性分析

变压器对电压暂降在电网中的传播具有重要影响。通过利用ATP/EMTP软件对配电网建模,对在不同时刻、不同故障类型、不同变压器接法以及不同负荷容量的情况下,详细分析由短路故障引起的电压暂降经过变压器后的传递特性。研究结果表明:故障时刻对变压器电压暂降传变幅值的影响不大,但有可能导致电压暂降的波形畸变与相位跳变;故障类型、故障点负荷容量以及变压器接法的不同对电压暂降经变压器传递后的幅值有不同程度的影响。

天然酯绝缘油与矿物绝缘油混合特性

在天然酯绝缘油的众多应用场景中,使用天然酯绝缘油更换矿物绝缘油对在役老旧变压器进行延寿的技术在国内外受到广泛关注。换油过程中变压器中的残余矿物绝缘油不可避免地会与新添加的天然酯绝缘油混合。本研究将天然酯按体积分数0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%与矿物绝缘油混合,并通过100℃、168 h加速热老化实验研究混合油样的性能变化规律。结果表明:随着天然酯含量的增加,老化油样击穿电压下降幅度减小,受含水量的影响变小,但是酸值增大;当天然酯体积分数超过30%时,老化油样的介质损耗因数比老化前有所减小;当矿物油体积分数为10%时,混合油样的燃点仅为天然酯的68.5%。

8/20μs雷电流作用下熔断器工作性能影响因素仿真研究

通过对熔断器熔体在8/20μs雷电流作用下温升过程数学模型的推导及分析,认为熔体材料热传导系数、常温电阻率、环境温度及熔体异常断裂均有可能影响熔体温升过程,进而影响熔断器工作性能。在对某熔断器熔体结构进行合理简化,并针对实际情况提出相关假设的基础上,利用Ansys有限元软件建立熔体热电耦合有限元模型,对正常熔体及受上述4种因素影响熔体在不同雷电流幅值作用下温升情况进行了仿真,得到了不同情况下熔断器的雷电流幅值-弧前时间特性曲线。由仿真结果可知,这4种影响因素均会影响雷电流作用下熔体温升速度,进而影响熔体温升过程,从而改变熔断器在雷电流幅值作用下的弧前时间,可能造成熔断器发生熔断,导致熔断器工作性能下降。最后通过对仿真结果的分析比较,提出4种保障熔断器安全正常运行的措施。

中低压熔断器常见故障及选型原则简析

熔断器串接于被保护电路中能在电路通过过载电流或短路电流时自动熔断,从而切断电路起到保护的作用,在电网中有着广泛的应用。对于高压熔断器的特性及实验现象,国内外已有较深入的研究,但是对于中压熔断器的研究却相对较少。中低压熔断器发生熔断事故的原因很多,而多数文献仅仅提到了某一个原因,通过详细的研究总结,并将熔断器故障原因分为四类,结合实际工况的影响进行了定性分析。为中低压熔断器的选型总结梳理了一些基础原则,可作为熔断器使用者的理论参考。

户外1000A低压熔断器温升特性研究

以一种常用的户外1000 A低压熔断器为例,利用Ansys软件,研究了其温升、弧前时间随熔断器材料参数、环境温度、散热特性等多种因素下的变化规律。仿真结果表明,随着熔断器参数的改变,其温升特性、弧前时间、最高温升的变化规律是不一样的。环境温度的变化引起弧前时间的变化较小,而熔断器熔体电阻率、空气对流换热系数改变引起弧前时间的变化较大。若户外低压熔断器在额定电流附近的稳态温升超过熔断器材料熔点时,可导致户外低压熔断器发生轻熔断事故。

基于卷积神经网络的开关柜故障率预测方法

开关柜设备对于配电网的稳定运行至关重要,评估其在发生不同类型绝缘缺陷情况下的故障概率,可更好地对设备状态及配电系统运行进行安全风险评估,制定合理的状态检修策略。利用配电站开关柜现场带电检测采集的大量局部放电检测数据和故障案例,提出一种基于卷积神经网络深度学习的开关柜设备故障率计算方法。该方法通过设计缺陷分类模块和故障二分类模块,利用多层卷积神经网络实现对每种缺陷类型的故障概率计算。与其他分类模型对比表明,该模型概率计算结果具有较高的准确性。该方法能对开关柜设备缺陷的严重程度和故障概率进行有效评估,在工程上具有较高的实用性。

基于弧垂与绑扎线的绝缘导线雷击断线的研究

绝缘导线在雷击作用下易发生断线事故,严重影响到供电的可靠性。对雷电过电压在架空绝缘导线的弧垂和绑扎线作用下的传播特性进行了研究,从频谱分析和线路波阻抗的角度分析了电压波在传播时的折射和反射现象,并利用ATP-EMTP仿真软件进行了仿真。结果表明:在弧垂与绑扎线的共同作用下,折射电压幅值的增量随着波前时间的减小而增大;雷电过电压因折射和反射致使幅值增大会显著地降低线路的耐雷水平,导致绝缘层及绝缘子易于发生击穿和闪络,进而产生工频电弧,致使绝缘导线发生断线;认为替换金属绑扎线及减小弧垂大小可以有效降低绝缘导线雷击断线的概率。