交流侧单相短路时直流系统提供短路电流的特性分析

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待研究的问题。文章基于实际直流工程的详细电磁暂态模型,对交流侧发生单相短路故障时直流系统提供短路电流的特性进行研究。通过分析故障后直流输电系统的暂态特性,提出针对短路电流计算关键值,提取并分析直流系统提供短路电流的对应分量;通过对大量仿真结果的统计分析,明确了直流系统提供短路电流的特性及其对短路电流计算的影响,得出结论:直流系统提供的短路电流会使短路电流计算中的工频短路电流初始值、对称开断短路电流的幅值减小,而短路电流峰值增大,且工程应用中短路电流计算可以不考虑直流系统。通过基于实际电网的短路电流对比计算,验证了以上结论。

10 kV交流XLPE电缆改为直流运行的热电耦合仿真

为了研究电缆在不同敷设方式和直流拓扑结构时的直流运行参数,以10 kV交流配电网中广泛使用的三芯交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆为例,通过有限元仿真软件建立电缆温度场、流场和电场耦合仿真模型,对直埋敷设、排管敷设和沟槽敷设下电缆分别以双极式、单极式、三线双极式(three-wire bipole structure-high voltage direct current,TWBS-HVDC)3种直流拓扑结构运行时的温度分布、流场分布和暂稳态电场分布进行了仿真分析.结果表明:在相同敷设方式下,电缆以三线双极式运行时的直流载流量最大,而以单极式运行时的直流载流量最小;10 kV交流电缆在3种敷设方式和3种直流拓扑结构下的直流电压等级均可取10 kV,且留有一定的电压裕度;电缆在沟槽敷设和单极式运行条件下的最大直流输送功率最大,为13.2 MW,而在排管敷设和双极式运行条件下的最大直流输送功率最小,为8.7 MW;当交流电缆改为直流运行后,最大输送功率将会有较大的提升.