海上风电单芯海缆接地环流影响因素分析

单芯海缆在生产、施工方面相对于三芯海缆更具优势,但是其接地环流异常引起的海缆故障频繁发生。单芯海缆接地环流运行机理及检测策略有待深入研究。建立了基于阻抗矩阵的单芯海缆数学模型,揭示了铠装电阻率、铠装层相对磁导率、接地电阻、短路电阻等因素对阻抗矩阵内参数和接地环流的影响规律。结合实际工程案例分析了海缆接地环流分配不均的机理,为海缆的运行状态评估及检修提供了参考依据。

双制式列车接地系统的车-地联合牵引供电计算

为研究双制式列车在不同供电制式区段下的车体环流和车体—轴端电位分布,针对某型双制式列车构建列车接地系统的链式电路模型,并提出车-地一体化的交、直流区段联合牵引供电计算方法;同时,建立列车接地保护电阻优化模型,并分析2种列车接地系统配置方案.以国内某条双制式线路为算例进行仿真验证,研究结果表明:方案1相较方案2,列车的车体—轴端电位最大值降低36.58%~41.04%,车体环流最大值降低18.49%~22.97%;并且在方案1中,头尾车保护电阻设置为20 mΩ,可使列车的车体—轴端电位最大值为1.15 V,车体电流最大值为50.30 A,达到抑制车体—轴端电位的最优效果.该车-地一体化的交、直流区段联合牵引供电计算方法可适用于单一供电制式或者多供电制式列车接地系统的分析.

高速列车移动接地回流系统研究综述

列车移动接地系统通过接地轮对与钢轨间的滚动电接触实现电能的泄放。其中,车载接地系统可分为工作接地与保护接地两种方式。但由于工作接地轮对与保护接地轮对共用钢轨并将其作为泄流渠道,通过工作接地泄放至钢轨的电流易通过周边的保护接地轮对再次回窜至铝合金车体上,从而在车-轨间形成环流,长期存在车-轨环流将导致牵引电机轴承、齿轮箱齿轮电蚀,抬高车体电位,严重影响列车上搭载的乘客与设备的安全。伴随着高速铁路运行速度及牵引功率不断提升,列车牵引电流的不断增加,将导致车-轨环流现象越加严重,亟需对车-轨环流的产生机制、影响因素及抑制措施开展研究。首先调研车-轨环流造成的相关事故,并梳理产生车-轨环流的根本原因。通过调研目前已构建的移动接地系统仿真模型,探究车-轨环流机理与接地回流的动态变化特性,并收集目前已提出的车-轨环流的抑制措施,提出解决问题的思路。

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。

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。

基于双自由度控制的直流微网中多DG负极接地故障环流抑制

直流微网中的分布式发电单元（DG）将可再生能源转化为电能,并通过并联H桥DC/DC变流器将电能输送到直流母线,能够有效地解决能源危机和环境污染问题。但由于很多DG安装在室外,线路易于老化使绝缘变差,特别在雷雨天气时,DG侧容易发生接地故障,导致某些变流器内部流过很大的共地环流,这会触动变流器过流保护装置从而影响系统稳定性。针对直流微网中多DG负极接地故障造成的共地环流问题,利用双自由度控制策略对共地环流进行抑制,从而有效地提高系统的故障穿越能力,并且系统在正常运行和故障情况下无需控制策略切换,从而不影响经济成本。首先论证传统双极性调制方法不能抑制所述共地环流,然后提出双自由度控制策略,即通过共模控制来抑制共地环流,并且通过下垂控制来提高各变流器均流精度,同时施加惯性环节抑制电压跌落,最后通过仿真和实验结果表明各种工况下所提控制方法的优越性。

特高压气体绝缘开关设备接地系统环流计算与分析

特高压系统电压等级高、容量大,壳体环流和地网环流相对很大,在稳态运行下产生相当大的环流损耗。结合我国某特高压开关站,根据电磁互感器的基本原理,提出了气体绝缘装置(gas insulated switchgear,GIS)/混合气体绝缘装置(hybrid gas insulated switchgear,HGIS)外壳仿真计算等效电路模型。采用Π型等效电路表示接地体单元,运用数值计算方法对接地系统的电气参数进行优化计算。分析表明,采用双层水平地网可以将主地网环流控制在20 A以内、次地网环流控制在700A以内,但相应的短接线电流较大。分析了壳体参数对壳体环流的影响,得出了深垂直接地极和短接线降低地网环流的效果,并提出了最佳的设计方案。最后给出了特高压接地系统各部分的环流值及相应的温升数据。

GIS母线外壳环流与暂态地电位升高现象研究

近年来GIS在电力系统的应用中体现出很大的优越性,我国电压等级较高的变电站都采用GIS形式,我国即将投建的1000 kV变电站也采用了GIS形式。介绍了GIS母线金属外壳环流及暂志地电位升高的特性;分析了分体式连续型金属外壳产生环流的机理和影响外壳环流大小的因素,以及环流对二次设备的影响、对变电站工作人员的人身安全的威胁,并对为降低环流大小而采取的接地方式进行了讨论。

市域动车组接地回流特性分析及保护接地系统优化

以供电条件类比于高铁动车组的成都地铁18号线市域动车组为研究对象,考虑钢轨渗透深度和截面尺寸的影响,采用Multisim软件建立市域动车组接地回流系统电路模型,并验证有效性;分析市域动车组在现有接地方案即在直接接地和分散保护接地方式下正常和半列动力运行时的接地回流特性;综合考虑直接接地与经电阻接地、集中保护接地与分散保护接地的不同优点,提出首先将轴端经0.05Ω电阻接地、然后去除2车1轴和7车2轴接地保护线、最后将1车2轴和8车1轴直接接地的递进优化方案,并与现有接地方案进行对比。结果表明:保护接地电流主要从头车泄往钢轨;动车组半列动力运行时保护接地电流分布与正常运行时基本一致,正常运行时的保护接地系统优化方案对其半列动力运行同样有效;基于提出的最终优化方案,最大保护接地电流幅值下降至原来的48.4%,车体环流被消除,各轴保护接地电流分配不均情况得到改善,同一车体2个车轴电流的最大幅值差下降至原来的5.2%。

计及护层环流的电缆温升分析与故障定位方法研究

由于传统IEC热路法无法计算复杂工况下环流变化后电缆温度,因此,采用有限元法并结合电磁场与传热学原理,针对不同接地方式与运行工况下的三相电缆,计算与分析不同常见护层故障下环流变化后的电缆温升情况,为电缆运行状况判断提供参考。结果表明:对于护层交叉互联接地电缆,交叉互联箱进水地或护层接头故障后,故障相电缆温升高达10℃,且故障相电缆在故障点前后出现5℃的温差;对于护层单端接地电缆,发生两相护层故障后,故障点前段电缆较正常运行温升高达13℃以上,故障点前后段电缆存在10℃的温差;三相电缆温升及各相之间温差情况可为电缆温度在线监测提供参考,并根据电缆前后温差出现点对电缆故障点进行定位,尽快检修处理,从而减少后续击穿烧毁事故的发生。

高压单芯电缆并联运行时金属护层的联接方式分析

随着经济的发展和用电量的不断增加,同相多根单芯电缆并联供电方式多有采用。高压单芯电缆的金属护套联接方式是电缆敷设时必须注意的问题。目前单、双回路电缆线路感应电压及金属护套环流已有计算,但多根电缆并联使用时的金属护套联接方式还未见讨论。文章研究结果显示并联电缆的护层环流在其护层相联时有可能达到单独处理时的2倍多。因此,电缆并联运行时,不应将金属护套相联再进行交叉互联,而应该分别作交叉互联。

基于附加电压平衡器的可再生能源直流制氢装置接地环流抑制方法

针对多台制氢装置并联运行接地环流问题,该文提出附加电压平衡器硬件解决方案,将接地环流抑制问题转化为输入和输出电压中点平衡控制问题。建立碱式电解槽、三相交错并联变换器以及电压平衡器的数学模型。针对采用传统下垂控制的电压平衡器输出正极和负极电压存在偏差问题,提出分布式二层控制。为了提升系统电能质量和动态响应速度,在电压平衡器和三相交错并联变换器小信号控制模型的基础上分别提出输出中线电流和输入/输出电压前馈控制策略。最后,搭建仿真模型和基于RT-LAB硬件在环实验平台,对所提出算法和传统方法进行仿真和实验研究。仿真与实验结果验证所提出控制策略的有效性和可行性。

高压电力电缆绝缘在线监测新方法及其实验研究

目前的高压电力电缆绝缘在线监测方法存在无法将主绝缘和外护层绝缘故障进行区分的问题。分析了国内外现有高压电力电缆绝缘在线监测方法存在的问题,提出了利用电缆护套感应电压和护套接地环流进行在线监测,可以区分电缆主绝缘和外护层绝缘故障的在线检测原理,介绍了在实验室搭建的高压电力电缆绝缘在线监测模拟实验装置,经验证实测值与理论计算值一致。

高压单芯电缆交叉互联接地方式优化研究

为优化高压单芯电缆交叉互联接地方式,首先对交叉互联接地方式的优缺点进行分析,指出交叉互联接地方式的主要缺陷,来自金属护层感应环流的不可避免以及线路改造时接地方式改造的困难。讨论目前常用的几种金属护层感应环流的抑制措施,指出它们在有效性和适用性上存在的问题,最后提出了金属护层接地方式的优化方案,能有效地解决感应环流和线路改造困难等问题,可作为以后工程的推广方向。

接地极引线环流导致站内接地过流保护动作案例分析

在巴西美丽山Ⅱ期直流实时数字仿真系统上,开展站内接地过流试验,站内接地过流保护动作,导致直流双极闭锁。首先,对试验波形以及直流电流回路进行了分析,指出接地极引线环流是造成保护动作的直接原因;然后,建立了环流回路模型,利用曲线拟合验证了所建立环流回路模型的正确性,并给出了环流回路中储能元件的拟合数值;接着,分析指出实时数字仿真模型中的接地极引线的电导率参数是决定接地极引线对地等效电容大小的主要因素,并且导致了接地极引线环流的产生;最后,通过对模型中的接地极引线电导率参数合理设置,使站内接地过流保护试验达到预期结果。分析结论对高压直流输电工程实时数字仿真建模和试验具有一定的借鉴意义。

浅谈湖北电网高压电缆金属护套环流问题

文章分析了湖北电网110 kV及以上的高压电缆金属护套环流危害,针对实际情况,提出了防止高压电缆金属护套环流异常的建议。

单芯电缆金属护套接地方式比较分析

110 kV电力电缆以其设计寿命长、受外界自然条件影响小、日常维护工作量相对较小、不影响城市景观等优点得到广泛使用。但是,110 kV电力电缆是单芯电缆,必需考虑其金属护套上的环流问题。针对金属护套上的环流问题,对常见的110 kV单芯电缆金属护套接地方式进行分析,对比各种接地方式的优缺点,根据实际情况选择合理的金属护套接地方式。

外护套环流及接地不良对电力电缆的影响分析

对于电力电缆来说,由于电磁耦合的存在,当电缆长度不同时其外护层应采取单点接地、全接地(两端接地)、交叉互联接地等方式,避免由于外护套接地不当产生环流;电缆敷设应注意保护外护套,避免损坏,造成外护套多点接地产生环流。在环流回路中接触不良局部产生高温过热或由于环流过大所产生高温过热会对电缆的绝缘造成不良影响,甚至烧毁电缆绝缘。针对几条运行电缆外护套环流的实测和一条在试验中烧坏的电缆的初步分析,为运行中电缆的外护套接地方式和电缆试验提出了参考意见。

高压电缆交叉互联金属护套环流影响因素分析及解决方法

介绍了高压电缆线路采用金属护套交叉互联电缆本体不换位方式设计时金属护套接地环流的现状,以及国家电网公司和南方电网公司对于接地环流的技术要求。提出了接地环流产生的原理,结合部分电力公司的实际案例,指出了接地环流可能对高压电缆线路产生的潜在危害,分析了影响接地环流的若干因素,给出了在相应影响因素下接地环流值及负荷占比。针对影响环流的因素,提出了有效的解决措施和方法,为高压电缆线路使用交叉互联设计以及改造提供了技术支持。

电力电缆接地系统缺陷引起环流异常的分析

高压电力电缆金属护套接地系统一旦出现缺陷,将导致电缆金属护层环流异常,长时间运行将损坏电缆绝缘,造成绝缘击穿故障,会严重影响电力电缆的安全稳定运行。以一起高压电缆接地环流异常为例,根据接地系统模型分析护套环流数值,发现A相接地同轴电缆线芯、屏蔽接反是缺陷产生的原因,并分别在带电状态和断电状态下进行了验证。基于此,提出当电缆金属护层环流超过负荷电流80%时,应重点考虑异常情况是否由接地系统接线错误导致,同时,对高压单芯电缆接地系统的接线和验收环节提出改进措施,供工程实践参考。