Single-phase earth fault current distribution between optical fiber composite overhead ground wire and ordinary ground wire in transmission system

It is important for the safety of transmission system to accurately calculate single-phase earth fault current distribution.Features of double sided elimination method were illustrated.Quantitative calculation of single-phase earth fault current distribution and case verification were accomplished by using the loop method.Influences of some factors,such as single-phase earth fault location and ground resistance of poles,on short-circuit current distribution were discussed.Results show that:1) results of the loop method conform to those of double sided elimination method;2) the fault location hardly influences macro-distribution of short-circuit current.However,current near fault location is evidently influenced;and 3) the short-circuit current distribution is not so sensitive to the ground resistance of poles.

架空地线直流临界融冰电流影响因素分析

冰灾是电力系统最为严重的灾害之一,线路覆冰会破坏降低杆塔、金具、导线等部件的机械强度,使输电铁塔加大负重,导致断线、倒塔等事故频繁发生,影响输电线路运行安全稳定性。融冰效率与电流大小有关,电流越大,效率越高。但对于不同的导线,融冰电流也必然受到导线最大允许温度、直流融冰装置容量、线路融冰距离的限制。因此,对于临界融冰电流的计算是进行融冰工程的重要凭据。该文从风速、覆冰厚度、环境温度3个方向通过融冰物理过程及有限元仿真软件分析其与架空地线临界融冰电流的影响关系。从计算结果来看,其中风速与环境温度有着显著影响,而覆冰厚度与临界融冰电流呈近似线性的对应关系。

一种柔性接地线状态指示装置的设计与应用

提出了一种采用快速磁场检测方法的柔性接地线状态快速指示装置,并给出了其详细的设计和应用方法。在所设计的柔性接地线状态快速指示装置中,状态检测单元利用微型三维磁场实现实时高速磁场监测,状态报警单元通过3个阈值实现局部声光报警,而无线信号发送单元实现状态信息云显示。实验结果表明,所提出的柔性接地线状态快速指示装置可以有效地实现对接地线电流的智能监测,从而避免了接地装置误挂和接地不良造成的检修事故。

植被尺寸对导线触树高阻接地故障特性的影响研究

针对植被尺寸对导线触树高阻接地故障(THIF)特性影响规律不明确、引燃难以预测的问题,本文深入分析了THIF故障过程中引燃现象及泄漏电流的变化规律。探讨了不同植被尺寸与泄漏电流之间的关系,并研究了植被尺寸对树线接触位置电弧放电特性的影响。在此基础上,推导了植被尺寸参数与泄漏电流之间的数值关系,并建立了综合考虑植被直径和长度的明火时刻泄漏电流预测模型。研究成果可为配电线路走廊植被管理及山火防治提供重要依据。

贯通地线用护套盘管失效分析

某电缆制造厂在贯通地线制造过程中发现护套盘管开裂,采用宏观形貌分析、化学成分分析、金相显微镜分析、残余应力分析等手段分析了贯通地线护套盘管开裂原因。结果表明:贯通地线在线退火时,退火炉的电源功率存在不稳定性,电源功率骤升,使得护套盘管产生晶粒长大,甚至局部点熔化产生裂纹源;随着热应力、护套盘管变形应力及缆芯应力释放的共同作用,护套盘管裂纹扩展,甚至断裂。

输电线路在线监测设备供能技术研究综述

随着数字电网的发展,海量的智能监测设备将安装在输电线路上,稳定、可靠的能源供给是输电线路在线监测设备有效运行的关键。为此,对输电线路在线监测设备不同供能方式的基本结构、工作原理和优缺点进行综述,阐述不同供能方式国内外最新研究进展。分析目前不同供能方式面临的难点和突破口,提出多组供能组合方式,利用不同供能方式的优势互补性,可增强供电的稳定性和可靠性;地线电流感应与蓄电池取能组合安全可靠,易于安装,既可避免能源浪费,又可提高电力系统的效率和可靠性;微波供能与蓄电池的组合采用时分多址系统,不受电网影响,可为在线监测装置实时稳定供电。

高压电缆交叉互联接地电流异常分析

以一起66 kV线路交叉互联换位失败引起的接地电流异常为例,通过停电前的理论分析和模型列举,初步确定了隐患原因为接地线入箱核相错误,导致交叉互联换位失败,停电打开接地箱后,验证了该理论分析正确。采用红外测温,分析护层环流实测值,能够极大地缩短停电时间并快速定位缺陷。结果表明,应按投运年限对电缆线路开展差异化巡视,应对施工人员和工程验收人员加强培训、应对类似缺陷隐患案例进行总结并建立案例库,应强化并完善高压输电电缆的全寿命周期管理,以此降低故障排查难度,缩短停电时间,提高高压电缆输电可靠性。

水电厂发电机组定子绕组单点接地故障排查及处理方法的研究

针对水轮发电机组定子线圈发生接地故障,又没有明显的故障点,在无法通过现场勘查发现故障部位时,通过电流加热法能快速发现故障点并及时处理,为定子接地故障查找方法提供一种非常有效的技术手段。同时采用甩开一根故障线圈方法,能快速恢复发电。

交叉互联高压电缆护层保护器故障对同回路两端护层电流相量差的影响

高压电缆护层保护器故障对同护层回路两端护层电流相量差的影响规律是制定护层接地故障判据的理论基础。为识别护层保护器故障,在器件级别构建了电容和非线性电阻并联的护层保护器故障等效电路,在系统级别构建了三相9段交叉互联电缆在护层保护器正常和故障时的数学物理模型,推导了护层保护器故障阻抗与同护层回路两端直接接地点护层电流相量差的传递函数。以110 kV电缆为仿真案例,结果表明:同回路两端护层电流相量差既可以区分正常和故障状态,又可以区分不同位置护层保护器金属性接地故障;护层电流相量差相角对金属性接地和低阻接地敏感,同回路首端和末端护层保护器发生100Ω接地故障时,护层电流相量差相角偏差范围分别为17.9°~24.9°和33.4°~51.1°;216Ω接地故障时护层电流相量差相角偏差范围分别为9.4°~13.6°和12.4°~17.5°。护层电流相量差受电缆3小段不等长和相电流影响显著,受地阻抗和相电压波动影响不显著。

110kV高压铝护套电缆结构设计优化

根据GB/T 11017.2—2014和ICEA S-108-720-2018标准,并结合公司生产制造经验,设计了110 kV 1 600 mm2常规结构和优化结构的高压电缆,优化电缆包括导体、绝缘层、铝护套和外护套优化,并研究了两种结构高压电缆的性能。结果表明:优化结构电缆相对于常规结构电缆,其材料消耗明显降低,绝缘层、金属护套和外护套材料消耗分别降低了17.5%,35.6%和33.6%。优化结构电缆最大装盘量显著提升,能够有效减少线路接头数量。在相同敷设条件下,相对于常规结构电缆,优化结构电缆输电容量明显提升,其空气中的载流量提高了17.5%,土壤中的载流量提高了11.8%。

变电站二次回路电缆接地线电流在线监测方法

针对变电站二次回路电缆接地线过热影响电缆绝缘寿命、引起电气火灾等问题,提出了一种变电站二次回路电缆接地线电流在线监测与预警方法及系统,通过引入屏蔽层接地线过流判据、铠装层接地线过流判据、局部环路过流判据、考虑对时修正的屏蔽层接地线差流判据和铠装层接地线差流判据,对3类典型的接地线发热情况进行研判,显著提升了二次回路电缆状态监测效率和故障研判精度,为变电站智能运维提供了技术支撑。江苏省某500kV变电站的工程实践验证了该方法及系统的有效性和可行性。

排除接地线和限流弧角对配电线路雷电风险的研究

雷电风险是在雷暴天气中出现的一种电力系统故障,可能对电力系统运行造成严重的损害。为了有效减少或消除雷电风险,必须对配电线路中布局材料等可能引发雷电事故的因素进行深入研究和分析。设计了一种高压配电线路防雷方法,采取两项措施来降低防雷的成本,并确保防雷功能实现。使用典型的配电配置以提高在省略中间相电弧角的高压输电线路情况下的防雷性能,拆除地线时,将支架与接地线一起留下可降低雷击风险。

携带型短路接地线截面积选择与热稳定校核

携带型短路接地线作为是一项重要的电气安全技术措施,是保护检修人员的一道安全屏障,当短路电流通过接地线时,其热效应不应超过允许值,为保证接地线在短路故障发生时满足电流通过要求,有必要定期对其热稳定进行校核,并选择正确合格的接地线,此校验方法同样适用于其它接地装置。

特高压线路地线布置方式对地线电能损耗及潜供电流的影响

由于导线的电磁耦合作用、线路的不完全平衡换位和三相负荷的不对称性,2根架空地线之间或地线与大地之间会形成感应电流回路,从而在地线上产生电能损耗。不同的地线布置方式感应电流不同,电能损耗差别很大;架空地线的布置方式对线路潜供电流会产生一定的影响,这也决定了在模拟计算时建立仿真模型的难易。文中利用EMTP软件对特高压同塔双回输电线路不同布置方式下地线的感应电压、电流及线路潜供电流进行了仿真计算,根据计算结果,从减小电能损耗和潜供电流的角度考虑,可选出较佳的地线布置方式;在保证潜供电流计算精度的前提下,可选择易于建模的地线布置方式。

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；讨论了环流对载流盈的影响，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赶减小。

直供方式下综合地线对牵引回流的影响

为探讨高速、重载运营条件下牵引回流的分布规律,通过分析钢轨和综合地线电路,获得了钢轨和综合地线的等效阻抗,进而得到牵引电流在钢轨和综合地线之间的分配比例.根据遂渝线无砟轨道试验段典型参数计算出综合地线上最大电流为牵引回流的19.7%,与实际测量结果吻合.

500kV架空地线不同接地方式感应电量的比较

500 k V输电线路架空地线通常采用一根GJ钢绞地线,一根OPGW光纤复合地线架设方式。研究表明,GJ钢绞地线采用分段绝缘、中点接地方式,OPGW光纤复合地线采用分段绝缘、一点接地方式,既可以限制地线上的感应电压幅值,减小地线感应环流及损耗,具有良好的雷电保护性能。该次研究以浙江金华一条实际运行中500 k V输电线路为对象,结合中国110~750 k V架空输电线路设计规范（GB 50545—2010）、电力行业标准光纤复合架空地线（DL/T 832—2003）以及制定中的110~500 k V交流输电线路架空地线接地技术的新标准,采取EMTP-ATP软件仿真计算的方法,对该500 k V架空地线目前实际采取的以及可能采取的多种接地方式进行了感应电压、感应环流、能量损耗的综合研究、比较。为超高压输电线路架空地线接地方式的优化提供了理论依据。

基于无线传输相位差比较的变电站接地网地线分流向量及接地阻抗准确测量

为避免运行变电站地线分流简单向量模值相加的处理方法带来的接地阻抗测试系统性误差,提出了基于相位无线传输原理的地线分流测量技术。在测量点实时采样记录异频测试电流幅值和相位作为基准波形信号,将波形向场区无线发射,同时,在出线构架各基脚处接收该信号,用柔性Rogowski线圈测量各构架基脚所流过的异频电流向量的相位差,用测试电流参考向量减去分流向量和,得到通过接地网散流的实际电流。所开发的DF9600测量系统现场比对测量结果显示提出的向量和处理方法,较之现行的简单分流向量模测量值相加的方法计算接地阻抗更为准确;无线传输技术较好地解决了相位差的测量问题,且能甄别出地线分流和构架间的环流。

变电站内短路电流分流系数实测和分析

变电站内发生单相短路接地故障后,真正引发安全问题的是入地电流部分,而不是总的短路故障电流。入地电流部分所占比重越大,其引发的安全问题也更严重。分流系数表征了接地网或架空地线对故障电流的分流能力,可以用于分析短路电流的分布情况。对某变电站内的单相短路接地故障电流的分布情况进行了现场实测,并与模拟计算结果进行了对比。实测与模拟计算结果相一致,地线分流系数较大。模拟计算可以用于分析变电站内发生短路故障时的地线分流系数,为工程实际提供参考,应用该算法分析了影响地线分流系数的主要因素和影响规律。结果表明,当变电站接地电阻较大或出线数量较少时,地线分流系数较大。

高压电缆金属护套接地环流平衡抑制方法分析

高压电缆金属护套接地环流增大导致金属护套损耗增加,进而降低电缆传输效率,影响电缆使用寿命。为了抑制金属护套接地环流,建立了高压电缆交叉互联接地方式下金属护套接地环流计算模型,提出并分析了金属护套串联电阻、串联电感、终端串入补偿电感和终端串联接地电阻下接地环流的计算模型及平衡抑制效果。结果表明所提方法对金属护套接地环流均能起到一定的平衡抑制效果,并且优化组合后的方法能够有效抑制接地环流的增大。