厦门±320kV柔性直流电缆输电工程电缆选型和敷设

厦门±320 k V柔性直流输电工程是目前世界上电压等级最高的柔性直流输电工程,该工程面临诸多难题。为此,探讨了该工程交联电缆及附件的选型原则、电缆运行温度、单段电缆长度、载流量截面、电缆敷设方式及交直流电缆共沟敷设等参数,为该工程构建中的技术难点提供了合理的解决方案。结果表明:当该工程中直流电缆运行温度取70℃时,电缆具有较好的绝缘性能;当电缆导体的截面积取1 800 mm2时,载流量为1 617 A,满足工程要求;当单段电缆长度取962 m时,可减少电缆接头、降低工程造价;电缆附件应选择现场注塑式;暂态和稳态情况下,采用交直流电缆共沟敷设可以满足安全稳定要求。

高压直流XLPE绝缘电缆载流量的数值算法及特性分析

载流量是电缆传输能力的重要指标,直接影响高压直流电缆的运行可靠性和经济性。根据直流电缆绝缘层中电场分布的特点,提出了基于等效电导率的绝缘层内外侧电场分布的解析计算方法,并以±535 kV交联聚乙烯绝缘直流电缆为例,同时考虑电缆导体最高运行温度和绝缘层最大允许温差,得到不同运行工况下高压直流电缆的负载控制域。结果表明:电-热场解耦方法能有效分析直流电缆的载流量和应用特性,其中绝缘层最大温差是限制临界环境温度以下直流电缆载流量的核心因素,在此临界环境温度下,提升导体最高运行温度对载流量影响有限,而优化绝缘材料耐电性能和电缆结构才是提升载流量的关键。

大气压氦气介质阻挡柱状放电2维仿真算法

为了对比研究有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)2种算法以及网格结构对大气压氦气介质阻挡柱状放电仿真结果的影响,建立了2维流体模型。首先,计算了柱状放电的电流波形和电子数密度2维分布;然后,根据收敛曲线、迭代次数和运算时间对比研究了相同网格结构下FEM和FVM的计算性能;最后,根据2维电子数密度分布云图和试验结果对比研究了2种算法下的放电形态、时序的差异。结果表明:在不稳定的初始阶段,放电由均匀向柱状转化,最后达到稳定的柱状放电阶段;FVM计算方法较稳定且耗时少;网格结构变化会影响FVM计算得到的放电形态,发现方形网格结构下FVM计算获得的柱状放电与试验结果相符。

强台风环境下考虑微地形因素的输电通道结构安全概率评估方法

提出一种强台风环境下考虑微地形因素的输电通道结构安全概率评估方法。首先,基于地面自动气象站信息,提出了一种适用于输电塔结构安全分析的台风近地面风场模型;其次,针对真实台风环境中受破坏输电塔主要集中在峡谷地貌区域的灾损现象,分别提出了平地与峡谷地貌的2种输电塔失效计算方法;然后,对峡谷地貌进行了微地形建模,给出了峡谷吹出风速、漩涡气流风速与漩涡区范围经验计算公式以用于输电塔结构安全分析。指出峡谷区域气流的狭管效应在台风环境下对输电塔结构性破坏有重要作用,并建立了良态风环境与漩涡气流环境下的2种输电塔失效概率曲线。最后,综合评估台风环境下电网总体结构安全水平。基于2016年台风莫兰蒂对F省的输电通道结构安全进行分析评估,结果验证了所提方法的有效性和工程实用性,评估结果可为电网运维部门安全校核及物资调配提供重要依据。

交直流电缆共沟敷设电磁环境影响因素

随着城市电力的扩张以及电力需求的增大,为解决地下电缆传输空间用地紧张的问题,新建的直流电缆将敷设在原有的交流隧道中,从而使电缆隧道内电磁场变得更为复杂。该文针对±320kV直流电缆和220kV交流电缆共沟敷设隧道建立电磁场仿真模型;计算隧道内的电磁场分布以及交流电缆在直流电缆上产生的感应电压;分析交直流电缆之间的距离、交流电缆和直流电缆的敷设方式以及单相交流电缆故障对电缆隧道电磁环境的影响,最后根据计算结果提出交直电缆间的最小距离以及交直流电缆的最优敷设方式。

基于有限元法对±320 kV直流XLPE电缆中间接头电场与空间电荷的仿真计算

电场、温度场及空间电荷分布是高压直流(HVDC)交联聚乙烯(XLPE)电缆中间接头设计优化的重要参数。为此,利用COMSOL仿真软件计算了组合预制式、整体预制式2种电缆中间接头的电场分布、温度场分布、以及空间电荷分布,并分析了不同类型电缆中间接头各自的特点,提出了选型建议;针对2种类型的电缆中间接头,研究了材料参数、结构尺寸等因素对其性能的影响。结果表明:相较于整体预制式电缆中间接头,组合预制式电缆中间接头拥有更好的应用前景;通过对材料参数以及尺寸的研究发现,当使用硅橡胶(SR)作为电缆附件主要绝缘材料且硅橡胶电导率与电缆本体绝缘XLPE电导率的比值k约为10时,绝缘界面上的电场、温度场和空间电荷分布最优;优化应力锥曲线曲率半径、压接管厚度、内屏蔽层厚度等尺寸均能改善电场分布,且尺寸变化所达到的优化效果不如材料改性的优化效果显著,但却更具针对性。因此高压直流电缆中间接头的设计应以材料研制为主,以尺寸修正为辅。

不同改性聚丙烯电缆绝缘料热氧老化特性和选型

热塑性聚丙烯材料用于电力电缆绝缘时,生产过程中无需交联和脱气,工艺简单,能耗低,且具有优异的机械性能和电气性能。为此以不同改性聚丙烯材料和交联聚乙烯电缆绝缘材料为研究对象,通过差式扫描量热分析、力学拉伸性能试验、介电性能试验、击穿强度测试等方法,分析在不同热氧老化阶段的材料性能演变过程。结果发现,不同改性聚丙烯绝缘料的凝聚态结构略有差异,其中共聚改性聚丙烯中明显的相容性橡胶相结构,能够提供与传统交联聚乙烯的交联结构相似的材料性能。在热氧老化过程中,改性聚丙烯绝缘料的宏观特征与交联聚乙烯绝缘料的变化趋势相同,具备绝缘替代的能力。此外,改性聚丙烯材料橡胶相含量必须合理控制,以平衡材料的机械和老化性能。所得结果可以为聚丙烯绝缘电缆的推广应用和选型提供依据。

输电电缆巡视飞行器的设计及应用

研制了一种基于可见光的输电电缆用巡视飞行器,针对现有的两种电缆终端塔型研究了无人机巡视技术的项目和悬停位置。结合厦门电业局的无人机巡视电缆终端塔实践,认为无人机巡视电缆户外终端和避雷器,在保证巡视质量的同时提高了巡视效率,为下一步运行维护提供了可靠的依据。

基于朴素贝叶斯和支持向量机的短期负荷预测

朴素贝叶斯是一种简单而高效的分类算法,可与支持向量机结合组成一种新的组合模型,以便供电企业在电力供应不足时对重点大用户的负荷进行预测。结果表明:组合模型的有序用电短期负荷预测结果准确率较高。

陈国信:高压线上的“舞者”

陈国信,男,46岁,中共党员。现为国网福建省电力公司厦门供电公司输电运检室检修专责兼带电班副班长。他曾获得中华技能大奖、全国技术能手、全国五一劳动奖章、全国知识型职工先进个人、首届福建省技能大师等荣誉称号,是国家级技能大师工作室带头人,享受国务院政府特殊津贴。陈国信作为伴随厦门经济特区发展而成长起来的新型产业工人,25年如一日,不忘初心始终奋斗在基层一线,刻苦努力,实践创新,成为集专业理论。