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。

雷击过程中避雷线弧根的滑行运动建模与分析

避雷线(overhead ground wire,OGW)是防止输电导线遭受雷击的重要设备。当OGW遭受雷击时,弧根的滑行运动会导致不一样的损伤机理,因此有必要对弧根的滑行运动进行分析,从而为损伤机理的研究和避雷线的选型设计提供滑行位移的数据支持。首先,文中基于链式建模方法建立了弧根沿着OGW的滑行运动模型,并通过分析电磁力的主要影响范围,缩小了建模的空间边界,从而大幅度减少了计算量;然后,通过实验室内的针-线放电实验对模型进行了验证;最后,基于所建立的模型,对弧根滑行位移的影响因素,包括热浮力、回击电流和持续电流,进行了分析。结果表明,在回击电流的作用下,热浮力的影响可以忽略。弧根的滑行位移与波尾时间成正相关,而与波头时间无关。在持续电流的作用下,热浮力会影响弧根滑行位移的评估结果,最大误差超过了25%。

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。

电缆交叉互联换位失败缺陷分析及应对措施

在输电电缆运检工作中,曾出现由于同一个交叉互联单元中2个交叉互联箱内铜排排列方式不同而导致的交叉互联换位失败缺陷。这种缺陷导致接地环流大幅上升,影响电缆线路的供电可靠性。在理想条件下,根据交叉互联换位失败缺陷下的交叉互联单元示意图,用相量法分析回路感应电压,研究这种缺陷导致环流超标的原因,并进一步利用ATP-EMTP软件进行仿真,直观展示非理想条件下交叉互联换位失败缺陷会造成的影响。通过改变交叉互联箱内接线柱的位置或增加绝缘挡块的方式,有效避免交叉互联换位失败。

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。

220kV电缆外护套接地环流异常故障分析与处理

近年来,高压单芯电缆外护套故障频发,严重影响电力系统的安全稳定运行。通过对一起220kV电力电缆外护套接地环流异常故障进行分析,阐述了外护套破损后电缆金属护套接地环流的变化趋势,及其对电缆本体绝缘性能的影响,并给出了外护套故障查找方法、修复方案和运维建议,为后续高压单芯电缆的运维检修提供了参考。

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。

变电站接地网的精确测量探讨

变电所接地网接地电阻测量的理论基础是电位降法,最常用的测量方法是三极法,这些当前测量接地网接地电阻的多数方法只测出其电阻或者模值,为此提出了串联电阻法和改进的瓦特表法,用这2种方法可很方便获得接地网接地阻抗的阻性和感性分量。在测量过程中,电压和电流引线间的互感不能忽略,尤其是大型变电站接地网。电位线中感应电势与电流线中的电流非正交,测量引线间的互感中存在阻性分量。测量得到的接地阻抗减掉测量引线间的互感,就可得到接地网的真实接地阻抗。

高压电缆网络短路分流系数的研究

在进行变电站的地网设计、确定变电站的安全指标(跨步电压和接触电压等)、以及研究电力电缆线路短路对邻近通讯系统的影响时,短路电流的分布和入地短路电流的计算至关重要。为此,建立了电缆金属护套两端直接接地和交叉互联两端接地的电缆线路的简化等效模型,在此基础上提出了一种用于计算广州高压电缆网络单相接地短路时短路电流分布和电缆分流系数的方法,并在实际运行的电缆线路上进行了试验验证。结果表明,只有很少一部分的短路电流是经变电站的接地网入地并通过大地回流的,绝大部分的短路电流是经过电缆护套回流的,且主要经过所谓的"主路径"的金属护套回流的。最后在分析计算的基础上对地网的设计、通讯干扰、单相短路时电缆金属护套上的工频过电压等问题进行了讨论。