地下交叉互联高压电缆分布式护层电流传感系统的时滞控制方法

交叉互联高压电缆系统中的分布式护层电流检测对于护层接地故障诊断至关重要。为解决地下高压电缆不依赖外部时标的分布式护层电流传感时间同步问题,该文基于交叉互联高压电缆护层间的耦合关系,采用并联Smith预估补偿器提升时滞补偿效率,获取残差最小的时间偏置补偿时滞量,提出多护层电流传感器时滞误差的递归最小二乘跟踪方法,以电容电流短时不变为稳定判据,对实际测量时分布式护层电流传感器之间的时延进行估计和控制。该方法在220 kV高铁牵引变压器一次侧高压电缆分布式护层电流传感系统上进行了试验验证,验证结果表明,该方法收敛至最小残差值点,平均残差为0.30 A,准确时滞量为3.93 s,能实现分布式护层电流传感的时间同步。

电气化铁路电力电缆基于芯-护层故障参数辨识的单端测距法研究

依据单芯电缆的内部构造特点,以芯-护层故障参数辨识为视角,分析并提出了电气化铁路电缆单端测距法。首先,此方法使用相模变换和中心差分算法处理了通过试验系统对象侧母线的暂态电压、电流数据,再以故障采样数据为基础,同时参考电力电缆的状态网络和电路运行状态,构建时域测距方程,通过故障参数辨识获取具体的故障位置。为验证研究的可行性和有效性,使用ATP-EMTP软件进行电缆故障仿真试验及结合京沈客专线进行电缆故障模拟试验。

110kV电缆线路护层接地方式及保护分析

出现过电压的情况,电缆护层绝缘将会被击穿,引发护层多点接地故障,从而导致保护层的额外热耗增大,不利于维持电力电缆运行的正常性,降低其服役寿命。在电力系统中如果发生电缆金属护层多点接地故障,故障测寻和修复难度比较大,开展停电检修工作,将会增加电量损失。本文主要分析了110kV电缆线路护层接地方式,提出针对性的保护措施,维持110kV电缆线路运行的稳定性,避免出现安全问题。

高压单芯电缆护层过电压保护的特性及优化方案研究

高压单芯电缆在电力系统中处于关键组件地位,护层的过电压保护非常重要。对高压单芯电缆护层过电压防护研究状况进行了,总结了电力系统电缆应用情况及过电压现象对系统的影响。采用特性分析的方法,对过电压进行了分类,并对其发生机理进行了探索,研究了电缆护层电气特性及其影响因素。本文进通过仿真研究对分析结果进行验证。从保护设备选择和配置,监测预警机制,结构优化和新材料应用等方面提出一整套优化方案并评价其性能和经济性。

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。

基于阻性电流和护层电流的交叉互联电缆绝缘监测及诊断

长距离高压电缆采用三相金属护层交叉互联的接地方式减小金属护层中的感应电压,这种交叉互联方式给电缆绝缘在线监测及诊断带来了困惑。因此,提出一种基于阻性电流和护层电流分析的电缆绝缘在线监测及诊断方法,给出泄漏电流与护层电流分离的公式推导,并得到从泄漏电流中分离出阻性电流的计算公式。运用MATLAB/Simulink平台建立三相电缆的等效模型,对方法进行了仿真验证,同时搭建三相电缆实验模型,分别对交叉互联电缆绝缘劣化、护层回路开路、中间接头护层击穿这3类典型故障进行实验研究。结果表明:实现了对交叉互联后每一段电缆绝缘状况的在线监测及诊断;配合安装在同轴电缆上的电流传感器的测量电流,能够实现对金属护层开路、中间接头击穿故障的诊断;实现了对不同类型电缆故障的诊断及故障位置的确定,同时也验证了方法的正确性和可行性。

110kV电力电缆护层电压仿真与补偿研究

针对城市施工改造引起的高压电缆不对称敷设,从而导致电缆末端护层感应电压过大的问题,提出一种基于电感补偿的电缆护层感应电压补偿方法。首先对单回路与双回路敷设的电缆护层感应电压进行理论推导,得出在对称及非对称敷设条件下各相护层感应电压值;然后介绍电感补偿法的原理,并通过PSCAD/EMTDC软件对单、双回路电缆护层感应电压进行仿真分析,对比补偿前后的护层感应电压,证明了电感补偿技术的可行性;最后制作样机对南京两地区已敷电缆进行现场测试以验证仿真数据的合理性,经过比较发现二者有较好的吻合性。研究结果表明,补偿效果与补偿线圈匝数成正比关系;在不产生过补偿的情况下,气隙长度越短,补偿效果越好。

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。

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。

110kV电缆护层连接方式对护层过电压的影响

针对某建成电缆线路的护层保护器在单相接地短路情况下发生爆炸的事故,计算单相接地短路时某110kV线路三相单芯电缆线路的护层过电压。讨论了不同护层保护方式对单相接地短路情况下护层感应电压的影响。计算发现,护层连接方式改变时,护层感应电压的幅值和沿电缆分布有很大改变。采用加回流线的保护措施以后,能使最危险点的护层工频过电压从7 kV降低至<3 kV。

隔离开关不完全合闸引起的电缆护层过电压分析

过电压威胁包括电缆在内的整个气体绝缘组合电器(GIS)系统的安全运行,而电缆护层的保护直接关系到供电质量,因此研究电缆护层上的过电压具有着重要的意义。为此基于ATP/EMTP电磁暂态仿真软件,以单相GIS隔离开关触头间弧光放电在电缆护层上感应出过电压为例,仿真分析了不同情况下的护层过电压。仿真结果表明,气隙击穿电压越高、熄弧时间越短造成的电缆护层过电压越严重。抑制电缆护层过电压最有效的方法是添加电缆护层保护器,但保护器在隔离开关气隙多次重燃下存在热崩溃问题。若交叉互联段上电缆本体相间外发生石墨电极放电,放电点处的护层过电压将明显降低,然而改变了护层保护器中的能量分布。研究发现,隔离开关的重复击穿将导致护层保护器损坏,使得石墨电极放电,引起护层保护器进一步被破坏。研究结果对电缆护层的过电压及其防护有参考价值。

基于感应电压触电事件分析的35kV单芯电缆护层接地方式研究

基于感应电压触电事件分析,根据35kV单芯电缆护层接地方式的选择原则及护层感应电压的计算,给出地铁供电系统中35kV单芯电缆护层的合理接地方式,以降低系统故障率,优化设备管理与运行。

高压单芯电缆护层接地方式的研究与应用

传统方式在高压单芯电缆护层接地中的应用效果不佳,不仅护层感应电势超出规定值,而且电缆接地故障频发,无法达到预期的接地效果。文章提出一种高压单芯电缆护层接地方式,计算高压单芯电缆护层感应电势,对于电势低于规定值的情况,采取直接接地或交叉互联方式接地;对于电势高于规定值的情况,对电缆护层采取电压限制,并在电缆另一端护层增设保护器,抵制电缆护层的感应电势。实验证明,应用该设计方式的电缆护层感应电势低于规定值,而且电缆接地故障率低于0.01%,该设计方式在高压单芯电缆护层接地方面具有良好的应用前景。

电力电缆护层电压补偿装置研究

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。在对电缆护层电压理论分析的基础上,推导了电缆几种主要排列方式下的护层感应电压数学模型;提出了电缆护层电压的补偿方法。该方法是在电缆终端增加一补偿电感,即在铁芯上绕制线圈,此线圈一端接电缆金属护层末端,另一端接地,基于这一补偿方法开发了补偿装置计算的软件包,并进行仿真计算,在此基础上研制了补偿装置。通过改变该补偿装置的气隙和匝数,可以对电缆护层电压进行有效补偿,使补偿后电缆护层的总电压大为减小,有效地抑制了护层环流,可大幅度降低电缆损耗,提高电缆传输容量。

单芯电力电缆护层环流对35 kV旁路电缆作业的影响

在35 kV旁路电缆不停电作业中,旁路电缆采用单芯电力电缆,由于电磁耦合的存在,旁路电缆线路金属屏蔽护层必然出现感应电压或环流,感应电压过大或产生了环流,均会对旁路电缆线路安全造成影响,情况严重时甚至烧毁电缆。文章通过理论计算,研究旁路电缆的长度、布置方式和接地方式对其护层环流的影响,找出旁路电缆不停电作业中作业线路的最佳接地方式。

铁路牵引站用高压电缆金属护层接地方式探讨

研究了高压电缆金属护层不同接地方式对铁路牵引站供电的影响,通过对高压电缆金属护层接地方式中直接-直接接地、直接-保护接地和交叉互联接地3种主流方式进行研究,分析了各接地方式的优缺点及适用范围。综合分析铁路牵引站负荷的特殊性,研究了3种主流高压电缆金属护层接地方式对铁路牵引站用的高压电缆的影响,确定直接-保护的接地方式是最适用于铁路牵引站用高压电缆金属护层接地。研究结果可为由接地方式错误造成的铁路牵引站用高压电缆故障提供参考。

单芯电缆金属护层安全切割装置的研制

针对110kV及以上单芯电缆安装金属护层切割等场景,本文研制了一款用于单芯电缆金属护层安全切割的装置,其整体外形结构小巧,能应用于较多场景下直径为100mm的电缆金属护层切割,通过机械半自动化的切割技术,从方式上改变原有电缆剥线方法存在的弊端,从一定程度上保证了电缆剥线处理后的质量,并提高了电缆剥线工作的效率,加速了施工进程,降低了作业人员的劳动强度,提升了电网运行的安全。

电缆护层保护器对输电线路的研究与分析

针对一起66kV电缆线路护层保护器过热缺陷进行详细阐述,通过带电检测和分析,最终确定护层保护器过热原因,结合停电作业及时完成消缺治理,保证电缆线路安全稳定运行。

电缆护层保护器的性能及应用

为了降低护套对地过电压,避免外护层击穿,普遍使用护层保护器,保证电缆可靠运行。上海地区电缆护层保护器经历了从火花间隙,碳化硅阀片护层保护器、金属氧化物护层保护器的演变历史,近年来,国产金属氧化物护层保护器的性能正在逐渐提高,与国外随电缆引入的许多护层保护器性能相比,水平已经达到甚至超过。

高压电缆外护层绝缘降低时护层保护器的参数配置

针对高压电缆外护层绝缘电阻普遍降低的现状以及其耐压水平降低的可能性,建立了单端接地和交叉互联接地电缆的ATP-EMTP仿真模型,研究了在雷电过电压、操作过电压和短路故障的情况下,配置低伏安特性保护器后保护器是否能正确动作且不损坏保护耐压水平降低的外护层。结果表明:在雷电过电压和操作过电压情况下,降低保护器伏安特性能有效降低作用于外护层的残压,流经保护器的电流仍然低于其标称放电电流;对于单相短路情况,单端接地条件下保护器需要吸收的短路能量较大,降低保护器伏安特性会使保护器爆炸,而对于交叉互联接地情况,降低保护器伏安特性保护器是否会爆炸与短路电流的大小有关,较大的短路电流会使得保护器爆炸。最后提出了电缆外护层绝缘降低时护层保护器配置的建议。