基于压力传感器采集数据的携带式短路接地线自动化监测系统

电网作业过程中接地线使用量较大且使用区域相对分散,为保障工作人员的工作安全,该文设计基于压力传感器采集数据的携带式短路接地线自动化监测系统。设计携带式短路接地线操作棒,在接地线紧固件紧固接地线条件下,压感模块利用压力传感器采集受压数据,并将所受压力值传输到AI芯片内,作为深度学习网络模型的输入,通过训练过程输出接地线挂接状态监测结果。接地线挂接状态监测结果通过基于LoRa的通信模块传输至上位机显示器内,供用户查询使用。实验结果显示,该系统压力传感器数据采集过程中零偏稳定性高于0.03%。

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。

交流特高压输电线路复杂地线系统单相短路电流的计算

地线系统短路电流的准确计算对光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)热容量的校验及地线的选型有重要意义。OPGW在地线系统的广泛应用,尤其是为降低地线系统损耗而出现的新地线接线方式,如分段绝缘、换位及开环等,使得地线系统的接线变得较为复杂。通过建立复杂地线系统的电路计算模型,较方便地计算出交流输电线路在单相短路状况下的各种指标。数值算例验证了所提方法计算单相对地短路电流的准确性,并且研究了不同特高压地线接线系统在不同单相短路状况下的短路电流分布特征。结果表明,新的复杂地线接线系统对OPGW的选型要求更高,且需额外考虑普通地线的绝缘配合问题。

利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型

在光纤复合架空地线(OPGW)设计中,通常需考虑送电线路发生单相短路故障时短路电流在OPGW和另一根地线中的分流关系,并需计算出相应的电流分量。为此,首先从OPGW短路电流热效应入手,探讨了短路电流持续时间的取值并推导出OPGW短路电流瞬时温升的公式,同时提出了分流地线在电力系统中的意义,然后对比计算OPGW和分流地线的分流关系后得出了分流地线选型的基本原则:即分流地线应有足够低的阻抗以使得OPGW的电流分量降到允许值以下;分流地线本身要有足够大的热容量;在满足防雷各项要求后应有足够的强度安全系数。最后针对广东省2005年IT项目中OPGW和良导体分流地线的短路电流热效应进行的计算分析验证了OPGW分流地线选型的方法和原则。

超高压输电线路融冰绝缘地线单相短路电流分析

对于重覆冰架空线路,地线直流融冰采用了全线绝缘化设计,而地线绝缘化设计将影响短路电流在杆塔和地线中的分配。地线短路电流的准确计算对分析跨步电压和地网安全有重要意义。以实际全线绝缘地线为研究对象,详述融冰绝缘地线架设方式,利用ATP-EMTP仿真软件建立全线绝缘地线输电线路模型。研究了超高压融冰地线接线系统在不同单相短路状况下的短路电流分布特征,并与未绝缘化地线相比较。研究结果表明:单相短路地线感应电压将引起融冰绝缘地线间隙击穿,融冰绝缘地线架设改变了短路电流通道回路;绝缘架设后流回变电站地网短路电流变化不大,不会对地网安全造成影响;在短路点杆塔入地电流值升高最大,需特别考虑其跨步电压问题。

OPGW与普通地线构成的双地线系统中单相短路电流分流的计算

单相短路电流分布的准确计算对输电系统的安全有重要影响。文中说明了双侧消去法的特点,采用回路法对短路电流分布进行了量化计算和算例验证,将计算结果与双侧消去法的结果进行了比较,讨论了普通地线绝缘间隙不击穿情况下短路电流分布的变化。结果表明:回路法得到的短路电流分布与双侧消去法的结果一致,证明了采用回路法计算的结果是正确的;假定绝缘间隙不击穿时,相应线路段的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)要承受更大的电流,为实现OPGW与普通地线匹配,降低实际线路成本,绝缘间隙整定时,确保绝缘间隙击穿有重大的现实意义。

基于电流流向判别的交流输电线路闪络塔定位方法

针对交流输电线路闪络杆塔准确定位困难的问题,仿真计算了线路绝缘子串闪络后短路电流沿避雷线和杆塔的分布,给出了1种实用的闪络塔准确监测系统。按实际线路参数在ATP-EMTP软件中建立的仿真模型计算结果表明:在每基杆塔接地电阻相同的情况下,95%的工频短路电流沿避雷线分流至其他杆塔;短路电流的分布受杆塔接地电阻的影响,杆塔入地电流的大小不能判断杆塔是否闪络。进一步提出了用杆塔避雷线两边工频短路电流流向的异同来判断该塔是否闪络:若短路电流流向相反则杆塔闪络,短路电流流向相同则未闪络。基于此方法设计制作了交流输电线路闪络杆塔定位系统:在塔顶地线两边各安装1个工频电流传感器,传感器与闪络监测子机相连,子机根据传感器信号判断杆塔是否闪络,闪络信息经子机接力传递至主机,主机将其以短信形式发回服务器。该系统经模拟故障试验验证可以准确定位闪络杆塔,并及时发送闪络杆塔号。

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。

融冰绝缘地线架设对变电站接地网的安全影响分析

为对地线进行直流融冰,地线进行了融冰绝缘化改造。地线绝缘化改造将会影响短路电流在变电站地网和地线中的分配,从而影响变电站接地网的安全。利用ATP-EMTP软件建立地线融冰绝缘化改造的变电站短路模型,研究了融冰绝缘地线架设对变电站地网安全的影响,并提出改进地网安全的措施。研究结果表明：融冰绝缘架设地线将会导致变电站地网分流系数增大,从而影响变电站的接地安全;融冰绝缘架设地线的地网分流系数变化主要受变电站接地电阻和输电线路进出回路数影响;对于地网分流系数设计小于50%的变电站,应重新校验地线绝缘化后的跨步电压和接触电压;变电站附近杆塔的地线接地可有效提高变电站地网安全性能,最佳接地杆塔基数为6~8基。

±500 kV换流站交流人工短路试验中电流分布测试

单相对地短路是电力系统中常见的故障,而短路电流的分布对接地网安全性评估非常重要,由于短路试验非常复杂,现场实测数据非常少,相关测试数据非常宝贵,目前换流站发生短路时故障电流的分布尚未有详细的研究结果。为此首次开展了针对±500 k V换流站的短路电流分流测试,基于±500 k V富宁换流站交流人工短路试验,通过理论和仿真分析短路电流的流向和分流大小,制订了短路电流分布测试方案,给出了短路杆塔接地引下线、短路线路架空地线,和换流站非短路交、直流线路地线以及变压器中性点电流实测结果,并对测量结果进行了PSCAD仿真对比与分析总结。结果表明：短路电流约有40%直接通过杆塔入地,60%进入杆塔地线,其中约20%的短路电流通过短路线路地线流向远方电源侧,约30%的短路电流通过换流站地网入地,而通过非故障线路地线及变压器中性点的电流均≤7%,比例较小,交流侧短路时,直流侧线路地线分流可忽略。

OPGW的热稳定性分析

PGW(CompositeFiberOpticOverheadGroundWire)又称为光纤架空复合地线 ,它是利用高压输电线路的一根地线 (避雷线 )复合组成OPGW来传输光信息。文中阐述了短路电流引起OPGW温升的机理 ,讨论了OPGW在发生接地故障时的温升和短路电流计算方法 ,建立了一种完整的计算方法。对OPGW的热稳定性进行了探讨 ,提出了降低OPGW中的短路电流与热容量的几种措施。

OPGW温升上限的确定及其测量

影响 OPGW温升上限的因素较多 ,本文简要分析了这些因素 ,并介绍了几种

已建线路架空地线短路热稳容量校核计算

基于对单相接地短路电流在架空地线中分布的计算模型分析,给出了地线承受短路电流的工程计算简化方法;归纳、分析了常用地线短路热稳容量计算方法,给出了常用地线短路热稳容量值,以此作为是否需要实施增容改造的评判依据;并提出了地线短路热稳增容可采取的几种改造方案。

基于热稳定计算的架空地线分析研究

从地线热稳定角度出发,针对输电线路发生单相接地短路故障,先计算两根架空地线返回的总电流,再确定每根地线分配的电流,最后校核地线热稳定。结合220kV张家坝变至秀山变线路工程实际,通过对地线组合OPGW与铝包钢绞线进行热稳定校核分析,为输电线路架空地线选型、校核提供参考。

保护地线引发特殊短路故障的排除方法

论述电子仪器中的保护地线、信号地线各自的作用 .多台仪器组合时二者既可相互独立、又可直接短接使用 ,但是 ,当电子仪器 (在出厂时 )已将二者短接的情况下 ,进行多台仪器组合测试时 ,若连接不当可能引发意想不到的特殊短路现象 ,造成不必要的财产损失 .本文分析了这种特殊短路现象产生的原因 。

一场电气火灾惨剧带给设计人员的警示

依据GB 50054-95《低压配电设计规范》有关短路保护、过负荷保护、接地故障保护的规定,对2009年"11·27"上海市浦东新区杨高南路2885号电气火灾案例进行事故原因分析,由该电气火灾惨剧带来的警示,提出必须严格按照国家强制性标准正确、有效地进行电气设计。

OPGW的选型及有关问题的探讨

文章结合承德—姜家营500 kV线路工程的设计,从高压送电线的地线采用复合光缆的角度,着重论述了OPGW在工程中的重要作用。从OPGW的热稳定及耐雷方面介绍了OPGW及分流线的选型原则。通过计算确定OPGW和分流线的不同组合达到最合理的配置。根据我国各地区已运行的500 kV线路工程的运行经验,分析了OPGW在工程中遭受雷击断股的原因,提出了防雷的措施。OPGW的选型和分流线的合理配置应保证在强电流和雷击等不利条件下,既能保证通信要求又能起到避雷的作用。现工程设计中已普遍采用使用粗细光缆的配置,达到减少工程造价的目的。

一种便携输电分相接地线的胸背带的设制

为满足输电线路停电检修时向杆塔上运送挂设分相接地线的新需求,利用力学原理、采用纵横双向承力法及"以人为核心"的技术设计思想,设计研制出一种与人身全面紧密接触、"融"为一体的携带分相接地线的胸背带。该胸背带是对向输电线路杆塔上运挂分相接地线传统工具的重大创新,已在新乡供电区应用。本成果对规范、高效进行输电线路分相接地线挂设工作具有积极促进作用,可供电力系统等相关单位部门借鉴应用。

超高压交流输电线路融冰避雷线绝缘架设对杆塔接地安全的影响

融冰避雷线绝缘架设方式会对短路电流的分配路径造成影响,进而影响到杆塔接地安全性能。为确保杆塔接地安全,建立了全线绝缘避雷线输电线路短路模型,探讨了避雷线绝缘间隙击穿与短路电流的关系,分析了融冰绝缘避雷线杆塔入地电流,研究了架设绝缘避雷线后对杆塔接地安全的影响。结果表明,架设绝缘避雷线后杆塔入地电流主要由绝缘间隙击穿情况决定;绝缘避雷线间隙发生临界击穿时,将会产生很大的杆塔入地电流,杆塔接地安全受到严重威胁。避雷线直接接地时,杆塔接地装置的安全性能基本满足规程要求;而架设绝缘避雷线后,杆塔接地装置的安全性不能满足规程要求。因此架设绝缘避雷线将严重影响到杆塔的接地安全。

复杂结构输电线路接地短路及光纤复合架空地线电流计算

由于实际环境的影响和运行的需要等因素,电力系统输电线路结构越来越复杂。为了计算复杂情况下的光纤复合架空地线(OPGW)的故障电流,提出了基于线路交接点的扩展相分量法。根据线路的特点,将输电线路分割成若干个具有相同电气结构的区间;区间终端的电压源与其等效内阻抗由多端口戴维南等效电路求得;每个区间内建立统一的扩展相分量模型,以此来求解每个回路的电流。与传统的模型相比,所提方法更为全面地考虑了线路的电磁环境,并能解决复杂输电线路OPGW故障电流求解问题。