电力电缆资产的状态评估与运维决策综述

随着中国城市化建设和城市电网的迅速发展,电力电缆资产规模迅速扩大,提高电缆资产的管理水平是电网企业提升服务质量、履行社会责任、增大国有资产收益的重要环节。近年来,国内外科研人员在电力电缆的绝缘材料、老化机理、状态监测、资产管理等领域开展了大量的研究。为此,首先针对电力电缆的运维管理,根据ISO 55000资产管理国际标准的要求,提出了开展电缆运维精益化管理的过程和步骤,这包括资产登记、状态监测、状态评估、风险分析和运维策略制定。然后总结了近年来在电缆状态监测、状态评估和故障数据分析等方面的研究进展,这包括应用新的状态监测技术、故障定位方法、统计学工具来处理电缆故障数据并预测未来可能发生的故障数目,应用热电老化模型来分析电缆绝缘剩余寿命等方面的研究进展。最后介绍了结合状态评估和资产重要性即基于风险分析的退役管理措施。基于该退役决策结果,电缆运维人员根据每条电缆线路目前的状态及其在电力系统中的重要性即可判断出风险等级高、需要更换的电缆线路,不仅可以确定每年度退役的数量,而且可以确定退役的对象。

波纹护套高压XLPE电缆缓冲层空气间隙电场分布

近年来高压电缆缓冲层故障频发,可能由波纹护套与缓冲层空气间隙局部电场畸变引起,现有电场仿真研究缺乏对波纹护套压纹深度、节距以及缓冲层阻抗的考虑。文中基于麦克斯韦方程建立了考虑电缆波纹金属护套实际几何结构的数值仿真模型和平滑金属护套电缆的电路计算模型,定量分析了110 kV电缆缓冲层材料电导率和介电常数以及波纹金属护套几何结构对空气间隙电势与电场分布的影响。研究表明,当缓冲层材料电导率在10^(-6)~10^(-9)S/m时,空气间隙电势主要受缓冲层材料电导率的影响;当缓冲层材料电导率小于10^(-9)S/m时,空气间隙电势主要受材料介电常数的影响;当缓冲层材料电导率大于10^(-6)S/m时,空气间隙电势接近于0。波纹金属护套的存在会使空气间隙电势分布呈现与波纹相似的形状,电场集中在接触点附近,仿真所得疑似放电区域与故障现场实际烧蚀痕迹相吻合;缓冲层外表面电势受波纹护套影响较大,越靠近接触点电势越小,缓冲层内表面电势基本未受波纹护套结构的影响;金属波纹护套节距越小、压纹深度越大,空气间隙电场越大。

基于逻辑回归的高压电缆交叉互联接地系统缺陷分类识别方法

高压电缆交叉互联接地系统缺陷种类繁多,现有研究主要利用接地电流幅值来判断起因不同的缺陷,然而实际效果并不理想。论文从电路拓扑的角度出发,将27种常见的接地系统状态分为3大类,给出了各类缺陷状态下接地电流的计算方法;提出了基于接地电流幅值比和相角差的综合特征提取方法;通过多项式特征扩展、多分类表决器构造等方式将线性二分类逻辑回归算法引入到交叉互联高压电缆接地系统缺陷智能识别模型中,并利用接地电流计算模型生成的数据对分类算法进行了评估。评估结果表明:以电路拓扑为依据的接地系统缺陷分类方法能有效区分各类缺陷,以幅值比和相角差为基础的接地电流综合表征方法能有效反应接地系统电路拓扑异常;基于逻辑回归的接地系统缺陷分类模型能有效识别常见的27种高压电缆接地系统状态,算法准确率、精确率、召回率和F1值等总评价指标均在95%以上,模型对各类状态的识别准确率在89%以上。研究结果验证了所提方法的有效性。

地下排管多电缆线路分流对运行寿命的影响

地下排管中聚集电缆线路数较多,散热困难,导致运行温度高。而过高的温度会加速电缆的老化,降低电缆的寿命。为延长电缆寿命,基于有限元法计算了地下排管中电缆群运行温度场,依据电缆老化理论建立地下排管电缆群寿命评估模型,并以延长电缆群平均寿命为目标函数,电缆群中总载流量不变且排管中各电缆运行温度不超过90℃为约束条件,提出了地下排管多电缆线路分流优化方法。实际工程应用结果表明:与未分流情况相比,采用优化方法后排管中电缆群的平均寿命延长了14.9 a,夏季排管中最高温电缆的导体芯温度降低了29.7℃,优化效果显著;与现行分流方案相比,采用优化方法后排管中电缆群平均寿命延长了3.0 a,夏季排管中最高温电缆的导体芯温度降低了2.7℃,验证了该方法的有效性。利用优化方法来指导未来电缆线路运行问题,能较大程度地保留排管中电缆的原始运行负荷,降低排管中电缆的温度,延长排管中电缆的平均寿命。

基于泛在电力物联网的电动汽车充电站运维关键技术

当前电动汽车快速发展,针对电动汽车充电站运维工作中存在的不足,以电动汽车应用为信息架构,提出一种基于泛在电力物联网的充电站运维策略制定方法。根据充电站的设备结构与运行特性,建立关键充电设施故障模型;以充电过程耗费的额外时间为风险指标,对电动汽车充电站进行可靠性分析,并依据风险值对不同站进行重要度等级划分,制定运维策略。以某市的一个区域为例,通过实时设备故障模型和用户充电模型对各充电站进行可靠性评估并合理分配运维时间和运维资源。