高温超导电缆保护研究

在高温超导电缆故障特征的研究基础上,依据高温超导电缆的结构特点,建立了超导电缆本体温度分布计算模型,在不同边界条件下分析了其稳态和暂态的温度变化情况;针对高温超导电缆在短路电流下的失超现象进行了深入研究,分析了绝热过程中温升、短路电流和时间之间的关系,进而提出了一套基于电气量信号和非电气量信号的高温超导电缆综合保护及其具体实现方案:非电气量保护、瞬时大电流失超保护和反时限热积累失超保护。基于该原理的保护装置已成功投运,运行效果良好。     

75m三相交流高温超导电缆的研制

成功研制的75m长10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆是目前世界上少数几组并入实际电网试验运行的三相交流高温超导电缆之一。超导电缆芯采用均流方法设计，在自主开发的专用绕线机上绕制；低温杜瓦管采用柔性波纹管和真空绝热结构；电缆的绝缘设计和加工实现了与常规电缆电绝缘工艺的兼容；低温制冷系统采用减压降温方式；在线监测系统采用光－电转换技术实现高电压隔离。该超导电缆的交流载流能力大于3500A，自2004年12月起，已累计在配电网中运行达7000h。     

氢电混输直流超导电缆研究进展及安全设计研究

超导氢电混合旨在实现液氢清洁能源和超导电力能源共同输运,不仅可以节约冷却成本,同时可以提升超导电缆通流能力,是实现超导电力大规模应用的有效技术手段。阐述了氢电混输直流超导电缆研究进展,对超导电缆在液氢环境下的混输结构设计方法进行了研究,并给出了安全设计原则与应急预案,为氢电混输直流超导电缆优化设计提供了参考。     

我国低温系列超导电缆的应用

低温系列超导电缆是超导磁体系统的重要组成部分,其超导磁体线圈均采用CICC(Cable-In-Conduit Conductors管装电缆导体)或卢瑟福电缆等绕制而成。目前,ITER(International Thermo nuclear Experimental Reactor)装置、强磁场、加速器等大科学装置所采用的超导电缆都使用Nb Ti和Nb3Sn低温超导材料。我国通过自主研发,已掌握了低温系列超导电缆的关键技术。讨论了超导电缆的基本绞制参数,介绍了低温超导电缆的种类以及低温超导电缆的国内发展状况与应用。     

一种变电设备异响在线监测装置

针对变电设备运行期间发生异响无法及时发现的问题,设计了一种变电设备异响在线监测装置.该装置能实时监测变电设备运行声音,将采集到的设备运行声音传输至手机App,方便运行人员监听;并且能够在变电设备异响时发出告警信号.最后以变压器异响为例,有效验证了该监测装置的实用性和可操作性,解决了变电设备异响这种非电气量参数无法实时监...     

我国研制出世界传输电流最大的高温超导电缆

<正>目前世界上传输电流最大的高温超导电缆已在我国研制成功。该高温超导直流输电电缆长达360 m,载流能力达到10 kA。与相同容量的常规电力电缆相比,节能效果达到了65%以上。针对超导电缆低温杜瓦管加工长度有限的问题,首次提出了"分段设计、插接集成"的思路和技术方案,通过采用标准化接口和双层夹套真空密封连接技术,可以实现任意长度超导电缆的连接,为长距离超导电缆研制奠定了基础。这条电缆是目前世界上传输电流最大的高温超导电缆,也是世界首条实现并网示范运行的高温超导直流电缆。     

换流器故障在线监测电气量及其诊断系统

利用故障信号能量变化率量化换流器各类故障的电气特征,表征换流器故障信号相对于正常状态的变化情况。根据各电气量变化情况的不同,选择出能有效定位和诊断换流器各类故障的在线监测电气量。将各在线监测电气量的能量变化率与零进行比较,得到换流器不同故障情况下,各在线监测电气量逻辑编码值。利用编码值的不同,再结合统计学知识,提出换流器故障在线监测诊断系统。仿真结果表明,该系统能准确有效地定位和诊断出换流器各类故障,且不受系统运行方式和故障过渡电阻的影响。     

光纤通信技术在大型冶金移动设备上的应用

冶金行业大型移动设备在应用光纤通信技术时,主要应用光纤通信集电装置和特制扁电缆。光纤通信集电装置是监测现场通信设备的必备装置,可广泛应用于大型移动机械设备中。特制扁光缆内含4×25mm2动力电缆和1根9芯单模光纤,适用于移动设备的控制等。济钢第二炼铁厂在应用光纤通信技术时,硬件设备部分采用“动力、通信合一”的高压电缆卷筒装置。光纤通信集电装置配置在高压电缆卷筒内,可有效传输数据信号。动力卷筒采用电动机驱动,可长期恒力矩安全连续运行。控制系统中,由光纤通信集电装置和9芯单模光纤传输信号和数据,配置智能音视频系统各1套,并对各个设备进行上位监控。济钢第二炼铁厂是国内第二家应用光纤通信集电装置的企业。应用光纤通信技术后,济钢在生产、主控操作、电气维护和企业效益等各方面均取得了良好的效果。     

高温超导电缆监测与保护系统下层机单元的研制

高温超导电缆监测与保护系统集保护、运行状态在线监测、正常与故障数据记录等诸多功能为一体,采用分层式结构形式。该文重点介绍了下层监测与保护单元的功能特点、硬件结构、基本保护策略和相关算法,并对软件的基本流程进行了系统说明。该装置已投入现场运行,取得了良好的运行效果。     

500 kV智慧变电站过电压监测设计及应用

基于500 kV智慧变电站改造实际需求,设计基于串接分压电容的母线过电压监测装置与基于宽带脉冲电流互感器的避雷器放电电流监测装置;对串接分压电容后电压互感器测量精度、信号传输电缆电感对测量信号影响等关键因素进行分析,基于500 kV变电站现场实际选取合适参数,并开展监测装置测量准确性现场验证工作.该监测装置功能完备,能够实现高幅值、高频率的过电压、过电流监测,在500 kV智慧变电站改造项目中已现场应用,能够为故障分析与绝缘设计改进工作提供支撑,对保障电网安全稳定运行具有重要意义.     

我国首套高温超导电缆并网运行情况

高温超导电缆具有传输容量大、损耗低、无污染、占地空间小等优点,有助于解决城市电网中日益增长的电力需求问题.近年来高温超导电缆技术在中国取得了巨大的发展,文中介绍了已于2004年5月在云南普吉变电站并网运行的我国首套高温超导电缆系统的运行情况,包括电缆系统参数、电缆本体、终端、冷却系统、监测与保护系统等.这套高温超导电缆系统的成功并网运行意味着中国的高温超导电缆技术已向工业化生产迈出了重要的一步.     

高温超导电缆分相电流差动保护的电容电流补偿方案

分析了高温超导电缆的电气参数特点,讨论了将架空线路差动保护中的电流补偿方案直接应用于高温超导电缆线路的可行性,对无电容电流补偿、电容电流半补偿、基于贝瑞隆模型等不同差动保护方案的动作性能进行了仿真分析。结果表明,在高温超导电缆分相电流差动保护方案中必须考虑电容补偿;基于贝瑞隆模型的电流差动保护性能优越,耐过渡电阻能力强,能够满足高温超导电缆线路分相电流差动保护的应用要求。     

基于IEC61850标准的网络化备自投功能

当前在电力系统中,备自投功能大多采用专门的备自投装置完成.通过信号电缆获得开关、刀闸位置信息,通过交流采集回路将交流量传给备自投装置,最后由备自投装置完成运行方式的识别和动作逻辑判别,动作逻辑输出经电缆传输给相应的开关,完成开关的分合.在传统的保护方案中,需要在现场安装较多的信号电缆以及交流采集回路,接线复杂,并且每一个备投点都需要设置独立的保护装置,成本较高.提出一种基于GOOSE方式的网络化备自投功能,能够直接应用到以IEC61850标准为基础建立起来的数字化变电站中,具有较大的实用价值.     

110kV/3kA高温超导电缆输电网络接入运行特性仿真计算与分析

随着城市电力需求的不断增长以及提高电网运行安全和对环境保护的要求,传统输电网络已不能完全满足城市供电的需求,高温超导(HTS)电缆的发展为解决这些矛盾提供了可能,可以应用在那些受制于地形和安全因素而不能建造架空线路的地区,以满足负荷需要。基于高温超导材料的临界特性,利用Matlab搭建了高温超导电缆失超后的暂态模型,基于PSCAD/EMTDC建立了一个110k V/3k A的冷绝缘高温超导电缆的仿真模型,并将超导电缆模型接入一个110k V的三端环网式电力网络,模拟了外部短路故障对超导电缆线路的影响,并对高温超导电缆和普通线路的功率分布进行了比较。结果表明,高温超导电缆具有更大的短路容量,更有利于电网电压稳定和调节。     

基于小波变换的高压断路器机械故障监测装置的研究

高压断路器在电力系统中起着重要的控制和保护作用,对电网安全运行非常重要.对高压断路器的概念进行简单介绍,并对其振动信号特点及原理进行了分析.针对目前高压断路器机械故障监测方法出现的各种弊端,研制出一种基于振动信号分析的断路器机械故障监测装置,该装置通过对振动信号进行小波变换分析能有效对断路器的运行状态和故障进行准确、及...     

基于IEC61850标准的网络化备自投功能

当前在电力系统中,备自投功能大多采用专门的备自投装置完成。通过信号电缆获得开关、刀闸位置信息,通过交流采集回路将交流量传给备自投装置,最后由备自投装置完成运行方式的识别和动作逻辑判别,动作逻辑输出经电缆传输给相应的开关,完成开关的分合。在传统的保护方案中,需要在现场安装较多的信号电缆以及交流采集回路,接线复杂,并且每一个备投点都需要设置独立的保护装置,成本较高。提出一种基于GOOSE方式的网络化备自投功能,能够直接应用到以IEC61850标准为基础建立起来的数字化变电站中,具有较大的实用价值。     

我国第一组高温超导电缆的运行工况及损耗计算

介绍了普吉变电站的超导电缆系统的技术参数、结构和并网运行的基本情况,与美国、丹麦的同等项目做了技术指标的比较,并用Monoblock model、Bean model等方法对超导电缆的损耗进行了计算,电缆及系统各部分损耗的计算结果与实际运行数据相符,随着电缆长度的增加,超导电缆系统的节能效果将越来越明显,普吉超导电缆系统能够在自然条件及电网各种工况下完成电能的输送。     

高温超导电缆自动重合闸方案研究

高温超导电缆与传统电力电缆不同,外部短路故障产生的过电流可能导致高温超导电缆由于短时失超而被切除。鉴于高温超导电缆输送容量大,为了提高其供电可靠性和整个电网并列运行的稳定性,有必要增设自动重合闸装置。论证了采用高温超导电缆自动重合闸的重要性,阐述了高温超导电缆自动重合闸的设计原则,提出了一种基于超导电缆温升的自适应式重合闸配置方案,通过仿真计算,验证了所提方案的有效性。     

海底电缆综合监测关键技术及应用

跨海电网海底电缆由于缺乏有效的技术监测手段,导致海底电缆故障及停电事故时有发生。通过抽取海底电缆复合光纤作为分布式监测的传感元件,构建了海底电缆综合监测系统,实现对海底电缆运行状态实时在线监测,取得多项关键技术突破。重点介绍了利用光纤拉曼散射、布里渊散射和瑞利散射分别对温度、应变和振动特性反应敏感的技术原理,以及实现对海底电缆运行的温度、应变状态和振动事件进行分布式综合监测的技术成果,支撑了跨海电网安全稳定运行。该技术在实际应用中取得了显著效果,并且经济和社会效益突出,具有进一步推广应用的前景。