110 kV电缆中间接头的合闸过电压仿真研究

近年来发生多起110 kV电缆中间接头在断路器合闸时爆炸的事故。为研究110 kV电缆接头在断路器合闸送电时的过电压特性,首先建立了电缆中间接头的RLC等效模型;然后在PSCAD软件中搭建含有中间接头的电缆线路模型,分析合闸相角、电缆长度、接头数量对接头过电压的影响,找出过电压最严重的接头;再利用Ansys软件仿真过电压情况最严重的接头内部电场分布。结果表明:B相线路60%～90%处的接头过电压最严重;合闸过程中接头屏蔽层的电压含有超过40 kHz的高频分量;过电压最严重的接头内部硅橡胶与交联聚乙烯界面场强最大值和高压屏蔽管端部场强最大值均比没有过电压时增加1倍,界面场强最大值超过了安全阈值;且断路器的不同期合闸使得接头承受多次过电压造成的复合界面和高压屏蔽管端部场强的突增以及屏蔽层的高频振荡,容易引发接头故障。     

110 kV电缆护层中操作过电压的暂态特性分析

近年来在110 k V电缆线路中,发生多起断路器合闸时电缆接头爆炸的事故。文中选取一发生典型接头击穿故障的电缆线路,使用PSCAD建立了该电缆线路的电磁暂态仿真模型。由于该线路中间接头击穿故障发生在电缆充电后。因此文中仿真了空载合闸时的电磁暂态过程。首先计算了电缆线路各个接头处的线芯过电压,由于空载线路电容效应,各个接头处线芯过电压逐渐升高。应用傅里叶变换对过电压进行频率分析,线芯过电压中包含较多的1~2k Hz的高频成分。其次对线路不同接头处的护层电压进行计算,可得电压最大值出现在靠近线路首端的接头护层处。与线芯过电压相比,空载合闸时的护层感应电压中含有大量的1~3 k Hz、超过10 k Hz的高频分量。最后改变护层交叉互联与单端接地的联结方式,计算可得各处护层电压出现较大变化,最大护层电压有所上升。改变2种护层联结方式的顺序后,其对应的接头护层处电压的高频成分含量也出现变化。由于大量的高压单芯电缆护层采用混合联结方式,因此文中的研究结果对优化电缆护层的配置方式具有指导意义。     

电力线高频相差保护装置的动作特性要求

高压送电线路保护的著名方法是比较送电线路两端电流的相角,如果相角差超过预定值,即表明有内部故障,向断路器发出跳闸信号,以便切断故障。 这种称为相位比较的保护方法需要送电线路两端有通信联系以将本侧电流的相角信息传输给远方变电所。通常与这类保护联系的通道是高频电力线载波。由于高频信号持续传输有     

基于真空断路器预击穿特性的海上风电场集电网合闸暂态过电压仿真研究

海上风电场中压电缆集电系统真空断路器在闭合空载变压器操作中,真空断路器预击穿会在机端变压器的高压侧产生暂态过电压,该过电压与电缆作用产生高频振荡过电压将对变压器绝缘产生损坏。文中研究真空断路器预击穿产生高频暂态过电压的机理,在PSCAD/EMTDC暂态分析软件上搭建真空断路器预击穿现象的自定义模型,并将此模型应用于简化的海上风电场中压电缆集电系统模型,研究合闸初相角、电缆长度和机端变压器位置对暂态过电压的影响。仿真结果表明机端变压器位于机舱且合闸初相角为15°过电压陡度最大,在机端变压器加装扼流线圈和并联小电容的过电压保护装置后,暂态过电压陡度得到了明显的抑制。     

某风电场35kV集电线路跳闸分析及防范措施

某风电场３５kV集电线路发生跳闸故障,经现场检查和故障电缆中间接头的解体分析,确认故障电缆中间 接头制作工艺不良导致电缆运行时主绝缘击穿并发生单相接地和相间短路故障最终导致了跳闸;电缆中间接头制作时 防水密封工艺不良致使水分侵入引起绝缘受潮、导体连接管管口与主绝缘有较大空隙导致高压屏蔽管失去均匀电场功 能、导体连接管有明显毛刺和刀痕造成电场畸变等缺陷导致电缆主绝缘持续恶化直至击穿是造成跳闸的根本原因.最 后提出了避免此类故障发生的具体措施.     

同塔双回架空线-电缆混合输电方式合闸过电压差异化研究

为了研究同塔双回架空线-电缆混合输电方式下的合闸过电压暂态特性,选取某220 k V电网,利用EMTP电磁暂态程序建立了同塔双回架空线-电缆混合输电方式暂态模型,对合闸过电压,单相短路接地时重合闸过电压进行了全面研究。最后分析了影响合闸过电压的主要因素。研究表明:过电压的幅值受合闸相角的影响很大,倍数在1.17 p.u^2.14 p.u之间,考虑避雷器的动作特性,应选择在210°~240°相角间合闸。重合闸过电压幅值小于首次合闸过电压幅值。送电时,应先合送端断路器,再合受端断路器,以免对受端母线PT造成损坏。全架空线合闸过电压幅值小于架空线-电缆混合输电方式下的过电压幅值;采用全电缆输电方式合闸时容易产生谐振过电压。通过倒送电的方式可降低电缆末端过电压倍数。     

220kV电力电缆线路合闸操作过电压分析

在一侧断路器断开状态下,某220 kV电缆线路线遥控合闸后两套纵联保护动作事故跳闸。巡检发现,该电力电缆C相接头击穿。为探究电力电缆在合闸过程中的过电压情况,分析事故原因,对修复后的电缆线路进行与事故情况同一状态下的线路投切试验,监测投切过程中的电压和电流情况。同时,针对线路空载合闸过程中电缆沿线各处可能存在的过电压情况,采用电磁暂态计算程序PSCAD,对该电缆线路合闸过电压进行仿真分析计算。最后,针对实测和仿真结果提出了运维对策。     

高压电缆中间接头外半导电层缺陷放电研究

为研究高压电缆中间接头在外半导电层被划伤后的放电行为,采用脉冲电流法与高频电流耦合法以及硬件实时放电谱图采集,提取外半导电层含有贯穿性缺陷的高压电缆预制式中间接头中的局部放电信号,结合电场仿真以及接头放电模型对放电发展机理进行分析,结果表明:高频电流耦合传感器的灵敏度以及信噪比不及脉冲电流法,不易发现贯穿性缺陷激发的放电信号;外半导电层存在贯穿性缺陷的情况下,一旦线路中由于操作过电压或故障引起的过电压激发接头缺陷内发生放电,放电将迅速向增强绝缘层内部发展,最终形成贯穿性放电通道导致增强绝缘失效,因此实际生产安装过程中应注意防护此类缺陷,确保接头安全运行。     

城区电缆线路频繁跳闸的原因分析及治理

<正>1电缆线路故障引起的跳闸1.1 10kV线路跳闸事件(1)2015年4月3日19时04分,中区变因中金Ⅱ回312某处分支箱电缆绝缘单相击穿,中区变I母接地,接地持续近1分钟后发展为相间故障,312保护跳闸;接地过电压同时激发中北线316某处隔离开关支柱瓷瓶、某处电缆头相继绝缘击穿,中政线318某处环网柜电缆绝缘单相击穿,3条线路同时跳闸。22时23分中北线316在接地故障未查明情况下,送电合闸再次接地,过电压将中     

空载长电缆线路合闸过电压分析及防范措施研究

电力电缆线路以其高供电可靠性、敷设方便、占地面积小等优点,在城市电网改造及跨越地段施工中应用广泛。电缆线路一旦发生故障,多为永久性故障,故障查找和维修时间较长,影响用户正常用电。为避免因操作过电压导致电缆线路故障,对电缆线路送电时末端电压进行分析计算和仿真验证,指出电缆的容升效应及电磁振荡是导致线路末端电压升高,进而影响电缆设备安全的重要因素,并据此提出了安装并联补偿电抗器、相控断路器及合闸电阻等防范措施,有效地抑制操作过电压,防止送电过程中可能发生的绝缘击穿现象。     

合闸时陡波过程对中间接头击穿特性的影响

电缆中间接头停电检修后,再次合闸投入运行时,屡次发生合闸瞬间或合闸后极短运行时间内出现的击穿现象,解剖发现击穿起始点位于导体屏蔽罩与电缆绝缘结合处内半导电屏蔽管上。为了查明中间接头击穿特性,利用试验、数学计算及电场仿真的方法,分析了中间接头内半导电屏蔽管的材料及结构对击穿性能的影响。研究结果表明,中间接头导体屏蔽罩与电缆绝缘结合处内半导电屏蔽管上电场随等效介电常数、伸出长度增加而增加。研究成果可为电缆中间接头绝缘结构设计、安装及应用提供参考。     

110 kV高压电缆中间接头系列故障分析

以某110 kV高压电缆中间接头系列故障为研究对象,通过高频局部放电检测、实物解体、电缆性能检测等方法进行分析。在排除其他因素的影响后,认为故障的主要原因为导体金属屏蔽罩与导体压接管之间的连接编织铜线在运行中存在断裂或脱落,金属屏蔽罩在绝缘预制件内处于悬浮电位,导致金属屏蔽罩和电缆绝缘端部之间发生局部放电,并最终引起绝缘击穿。另外,结合本案例分析总结了国内电缆及接头故障的主要类型,以期对电力电缆线路的安装、运维、管理提供借鉴。     

一起线路及断路器故障的保护动作及断路器失断原因分析

某220kV线路故障,双端线路保护都正确动作,经断路器跳闸先切故障。但因外部过电压在断路器断口外部形成的电孤将过电压系统与断路器孤道接地,此时凭母线保护的断路器失灵保护启动将失灵断路器及相连点断路器跳开。详细分析了这次故障原因,提出在母线失灵保护动作使失灵断路器与该系统开断的同时闭锁对侧重合闸,以及增设绝缘防导功能的改进措施。     

500kV城市电缆线路过电压研究

介绍了应用电磁暂态仿真程序EMTP对30 km以内的500 kV电缆线路的过电压进行的研究。研究结果表明:不超过30 km的500 kV电缆线路的工频过电压均不会超过规程规定;超过10 km的电缆线路的合空线过电压幅值会超过规程规定,而断路器加装400Ω的合闸电阻可较好地限制合闸过电压;超过12 km的电缆断路器断口电压以及线路相间电压均会超过规程规定,建议实际工程中采取必要的限制措施。     

35kV SF_6断路器控制电路断线故障分析及处理

<正>1故障情况2016年3月某日晚,某35kV变电所316线路保护装置报电流一段保护动作,断路器跳闸。巡视线路后发现,挖土机在线路处施工,刮蹭线路导致断路器跳闸。排除线路故障后,通知变电所运行人员送电。送电过程中,线路保护装置显示控制电路断线,断路器无法合闸。该变电所316线路SF_6断路器运行多年,从未发生过控制电路断线导致断路器拒合的情况。这次     

一起箱变过热引发的跳闸停电故障及处理

1故障现象 某日17：00,我公司为保温管生产线供电的箱式变电站（额定容量为1250kVA）断路器合闸不到10S即自动跳闸。高压出线柜里的数字厂用变NRT一531型保护测控装置（以下简称测控装置）报过电压故障。将故障信号复位,断路器合闸后还出现此类故障信号。连续试几次后,引起上一级断路器跳闸,测控装置也同样报过电压故障信号。     

高压断路器事故跳闸后误合闸操作问题的解决

1 存在问题 我公司有多台高压开关柜,当发生事故使断路器跳闸后,在故障没有被排除的情况下是不允许现场合闸的。如果误合闸,就可能引起严重的后果。 原高压断路器分、合闸控制电路存在隐患（电路图如图1所示）。当出现A相过电流时,过电流继电器KA1常开触点闭合（当出现C相过电流时,过电流继电器KA2常开触点闭合）,过电流保护出口中间继电器KM2线圈瞬时得电,速断、过电流动作,断路器QF跳闸。     

220 kV线路接地故障引起发变组高压侧断路器误跳闸原因分析及处理

从华能巢湖电厂220 kV 线路接地故障引起发变组高压侧断路器误跳闸现象入手,通过建立模型,分析探讨该事故发生的原因,为解决高频分量通过二次电缆分布电容侵入跳闸回路引起的断路器误跳闸问题提供一些对策。     

高压直流电缆接头稳态与暂态电场分布特征

为探索高压直流电缆接头内部电场分布规律,特别是增强绝缘非线性特征对电缆接头内部电场分布的影响,在制备纳米硅橡胶复合材料基础上,借助有限元仿真研究了高压直流电缆接头内部电场分布特征。通过对不同温度梯度、施加电压、极性反转时间及增强绝缘电导特征等因素下电场分布特征的研究,得出如下结论:电场强度最大值位置随温度梯度与施加电压的变化在应力锥根部与导体屏蔽管端部间转移。应力锥根部电场强度受接头绝缘材料热活化能、非线性相关系数的调控效应显著。在极性反转过程中,电缆绝缘与导体屏蔽管端部电场强度最大值与极性反转时间近似为指数函数关系;然而,应力锥根部电场强度最大值不受影响。在正极性雷电脉冲下,应力锥根部电场强度最大值随热活化能的减小或非线性相关系数的增大而减小;在负极性雷电脉冲作用下,应力锥根部电场强度最大值随热活化能的减小或非线性相关系数的增大而增加。     

电缆弯曲对中间接头界面压力的影响规律研究

由于电缆敷设条件限制,电缆中间接头可能发生一定曲率弯曲使其界面压力偏离预设值。针对上述问题,本研究基于力学理论建立了电缆中间接头发生不同程度弯曲后的过盈变化量数学模型。基于单轴拉伸试验结果和计算得到的Yeoh橡胶本构模型的模型参数,建立了一款110 kV硅橡胶冷缩型直通中间接头的有限元分析模型。结合数学模型和有限元分析结果对该接头过盈安装于不同尺寸电缆并发生不同程度弯曲前后的界面压力分布情况进行分析和验证。结果表明:当过盈安装的电缆中间接头随着电缆发生一定曲率的弯曲后,中间接头上表面中间区域的界面压力变大,两端的界面压力减小,而中间接头下表面中间区域的界面压力变小,两端的界面压力变大;应力锥根部至高压屏蔽管端部范围内的局部界面压力过大或者过小,易造成电缆中间接头局部力学性能劣化或者界面压力不足;应力锥工作区域内的局部界面压力不足和应力锥结构发生机械变形时,无法保证该区域界面电气强度和发挥其匀化电场的作用。