大段长高压电缆护层保护器暂态特性分析与参数优化设计

大段长高压电缆在运行时会产生过高的护层感应电压,这对电缆护层保护器的过电压防护特性提出了更高要求,因此需要针对大段长电缆护层保护器暂态特性进行分析研究。基于PSCAD仿真软件,建立了典型220 kV高压电缆线路仿真模型,得出了在短路过电压和雷击过电压情况下,高压电缆长度对护层感应电压暂态特性的影响。通过绝缘配合与能量保护相结合的方式,得到了保护器参数取值范围及电缆线路短路电流与长度的适配曲线,提出了护层保护器参数优化设计的具体方法,并进行了试验测试。测试结果表明:当电缆线路出现短路故障时,随着电缆长度的增加,护层感应电压先线性增长,随后在保护器残压阈值的限制作用下逐渐趋于"饱和"状态,现有保护器能量吸收能力难以满足大段长电缆需求;改进后的护层保护器能量吸收能力显著提升,20 k A短路电流时允许的电缆长度大幅提高,满足大段长高压电缆线路安全运行的要求。     

高压直流挤包绝缘电缆系统试验的分析和研究

与高压交流挤包绝缘电缆系统的试验相比,高压直流挤包绝缘电缆系统试验需要考虑电缆绝缘内最大温差和叠加冲击电压试验这两个难点。直流电缆制造商会依据绝缘材料和电缆设计特点,向试验机构提供绝缘内最大温差的数值。在负荷循环的稳态过程中,需要控制绝缘内最大温差。由于在试验过程中没有办法直接测量绝缘内最大温差,其数值是通过稳态热传递原理公式推算得到的。对依据稳态热传递原理推算的绝缘内最大温差和负荷循环的执行情况进行了说明。运行中的高压直流输电线路除了承受正常的工作电压外,同时还可能承受雷电和操作冲击的作用。因此,在高压输电线路的绝缘设计中,需要考虑直流高压下的空间气隙的冲击放电特性,并对叠加冲击电压试验进行研究。对叠加冲击电压试验的两种试验回路进行了分析和探讨。     

110 kV电缆单端接地系统回流线加装的仿真研究

为指导高压电缆工程设计中回流线的加装,利用ATPDraw仿真软件,按照不同的短路电流水平和电缆长度范围,对单端接地系统方式的电缆线路进行建模。分别建立站联电缆、纯电缆外电源线路及架空电缆混合线路的仿真模型,重点分析单相接地故障时回流线对金属护层感应过电压的影响,以电缆线路类型、长度为指标给出是否敷设回流线的指导意见。     

220kV城市电缆及混合线路过电压及绝缘配合研究

城市电网的发展要求对城市高压电缆线路的过电压进行深入研究。详细叙述了220 kV多种电缆排列方式以及混合线路的过电压的计算分析。研究结果表明:当电缆长度大于20 km时,开关重燃后的开关断口电压过大,需要加装高压电抗器予以限制,而50 km以内的线路合闸过电压均在规程规定范围内;架空线和电缆混合线路面临的最突出问题是工频过电压,当电缆长度占总长度约20%或者40%～60%时,需采取措施限制线路切空线重燃过电压。     

海底电缆-架空线线路雷击过电压分析与计算

结合某实际海上风电场,计算了某岛屿的海底电缆-架空线线路的雷击过电压。基于对线路各部分结构的分析,在ATP-EMTP软件中搭建了仿真计算模型,利用该模型,计算了线路在不同工况下的雷击过电压,利用计算结果分析了避雷器布置方式、杆塔冲击接地电阻、海底电缆长度对雷击过电压的影响。计算和分析结果表明:当采用不同形式的避雷器布置方式时,线路首末两端的过电压均未超过海底电缆主绝缘水平;海底电缆的末端过电压随冲击接地电阻的增大而增大;海底电缆首末两端的雷击过电压值均受海底电缆长度的影响。     

66 kV带串联间隙金属氧化物避雷器与电缆过电压绝缘保护配合研究

通过选取避雷器本体参数和串联间隙设计,对电缆线路的冲击特性长度l0和绝缘配合进行计算研究,研制出66 kV带串联间隙金属氧化物避雷器,可与66 kV电缆过电压绝缘保护相配合,正常运行状况下该避雷器是免维护的,并对电缆加以保护.     

500千伏直流自容式充油电缆的研制

<正> 1.电缆及附件的设计和结构 (1) 绝缘设计: 因为雷电冲击过电压高于内过电压,故雷电冲击电压对电缆设计非常重要。雷电冲击过电压显著地取决于架空线路和电缆的长度。一般情况下,直流电缆线路的绝缘冲击水平以额定电压(E)的3倍来设计。如研制的     

高压单芯电缆金属护套感应电压仿真计算及最大允许敷设长度研究

提高电力电缆的敷设长度,可以减少中间接头数量,提高系统供电可靠性。文中从高压单芯电缆电气制约、运输制约和敷设制约三方面探究了延长高压单芯电缆最大允许敷设长度的可能性。还分析了,当电缆长度增加,发生雷电过电压入侵和单相接地故障时,金属护套感应过电压的变化情况。研究表明:感应电压允许值为300 V时,感应电压不再是限制电缆敷设长度的主要因素。最后在金属护套感应电压仿真计算、电缆盘公路运输和电缆敷设牵引力计算的基础上,对某变电站电缆线路提出敷设建议。     

大长度高压电力电缆在海底电缆登陆段的设计与应用

通过对海底电缆线路登陆段不同敷设环境以及敷设方式下金属护套感应电压以及过电压等参数的分析,大长度高压电缆可以在海底电缆登陆段中广泛应用.     

XLPE高压电缆短路故障电流在线监测装置设计

通过分析XLPE高压电缆线路短路故障电流回路的特点,设计了XLPE高压电缆短路故障电流在线监测装置.当线路发生短路故障时,短路故障电流在线监测装置实时采集故障电流的大小与方向信息,并根据监测数据分析故障电流回路特性,对于电缆-架空线混合线路,判断故障发生在电缆侧还是架空线侧;对于金属护套交叉互联的长电缆线路,判断故障发生在哪个交叉互联区间.该装置大大缩短了电缆线路发生短路故障后的抢修时间,提高了供电可靠性.     

云广特高压直流输电线路反击耐雷性能

云广特高压直流输电线路将途经雷电活动强烈的区域,研究其反击耐雷性能对线路防雷设计有重要的意义,为此用ATP-EMTP软件建立了特高压直流输电线路反击耐雷性能数字仿真模型,它包括输电线路杆塔的多波阻抗模型、绝缘子的先导发展闪络模型和杆塔接地阻抗非线性模型。利用所建立的反击模型计算了云广特高压直流输电线路的反击耐雷性能。结果表明,特高压直流输电线路的反击耐雷水平较高,线路发生反击闪络的事故概率较低;随着杆塔高度的降低,接地阻抗的减小,线路绝缘水平的增强,云广±800kV特高压输电线路反击耐雷性能增强。     

导线电压对其雷电绕击耐雷性能的影响

雷电绕击是高压线路的雷击事故的主要因素。为了提高压输电线路绕击耐雷性能,考虑雷击大地、避雷线和导线的差别,分析了导线工作电压对击距的影响,推导出最大击距的计算公式,从而得到最大击距与雷电的正负极性、导线电压的大小及正负极性、击距系数的关系,并以实例论证了可以通过平衡塔高、地面倾角、击距系数和保护角的取值有效地提高线路的绕击耐雷性能。     

110kV GIS变电所进线电缆末端雷电过电压研究

气体绝缘开关装置(GIS)已广泛应用于城市供电网中。阐述了导线参数、GIS参数、雷电侵入波模型及参数、避雷器参数以及电气设备参数等的设置,运用ATP-EMTP搭建雷电侵入波作用下的架空线与电缆进线相连、包括架空线与电缆连接处安装的避雷器和部分电气设备(GIS、变压器)在内的单相简化模型,仿真计算断路器不同状态下,不同电缆长度的电缆末、首端雷电过电压。总结了电缆末、首端雷电过电压比值与电缆长度之间的关系,通过具体仿真表明,当电缆长度大于70 m时,仅电缆首端装设避雷器已经无法满足保护要求,需要考虑在GIS内部配置避雷器。     

Data errors caused by surge voltages on paired-conductor lines

Impulse voltages may be coupled onto paired-conductor telecommunication lines by lightning or by disturbances on nearby power lines. These common-mode impulses are converted to differential-mode by unbalance of the conductors or by operation of surge protectors. Many of these differential-mode impulses can cause large numbers of bit errors and interfere with digital transmission. Statistical models have been previously developed to determine the common-mode to differential-mode conversion of impulse voltages on cable pairs. In this paper, these models are used to predict interference with digital transmission during lightning activity. This possible interference is expressed as expected number of errored seconds within one hour of lightning activity. Since operation of surge protectors causes data errors, this paper also examines how impulse limiting voltage of protectors affects data disturbances     

Relationship between Creeping Discharge along Aerial Insulated Cable and Duration of Wave Front of Inductive Lightning Surge

We report the results obtained on the developing characteristics of creeping discharges along the insulated cable surface under inductive lightning surge voltages with various durations of wave front. The aerial insulated cables, usually, are supported by the post insulator and the binding wire at the reinforced concrete pole. When a lightning strikes near by the aerial insulated cables, the overvoltage due to the inductive lightning surge invades to the central line of the cable. The creeping discharge can develop along the cable surface from the free end of the binding wire just after a flashover of the post insulator at the cable supporting point. This creeping discharge may give rise to the accidents such as a melting or snapping of the cable. An important subject to prevent these accidents is to clarify the characteristics of creeping discharge along the cable surface and the developing mechanism of discharges. In this study, the impulse voltages with various durations of wave front are applied to the central line of the wire as the inductive lightning surge. The length and aspect of positive and negative creeping discharges developing along the cable surface are measured using a still camera with an image intensifier, and the developing mechanisms of creeping discharges are discussed on the basis of the models which are proposed taking into account the obtained results.     

电缆出线变电站连续两次雷击仿真及防护措施

针对某电缆出线变电站近区连续遭受两次雷电绕击的事故,基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型并进行了过电压的仿真计算.雷击点位于变电站进线第二基杆塔处,仿真分析了发生第一次雷电绕击时,绝缘子片数和出线电缆的长度对绕击过电压的影响,以及发生第二次绕击时不同的避雷器配置方案对热备用状态下断路器过电压的影响.仿真结果表明,绝缘子片数的增加会增大绕击过电压幅值,不同电缆长度对限制过电压的效果具有明显的差异;发生第二次雷击时,通过在站内断路器断口侧及变电站第一基杆塔绝缘子旁安装避雷器,能够有效减小断路器过电压幅值.     

湖北省高压输电线路防雷现状及综合防雷措施

根据湖北省所处地理位置,其特有的雷电活动气候特征及地质地貌特点,对全省各地区的雷击跳闸情况进行了统计,通过分析找出当前湖北主网高压输电线路防雷存在的主要问题:杆塔的隐患、地网接地不合要求、避雷线保护角过大。在线路防雷的综合治理上既要重视常规措施的落实,也要有选择地对新的防雷措施如线路避雷器、可控放电避雷针、耦合地线的应用进行实践。在管理上推广应用雷电定位系统是分析事故原因、采取有效防雷措施不可缺少的手段。     

Maximum lightning overvoltage along a cable due to shielding failure

This paper analyzes the maximum lightning overvoltage due to shielding failure along a cable inserted in an overhead line. The cable is protected by surge arresters at both ends and the maximum voltage appears normally somewhere along the cable. The maximum voltage can for severe cases of lightning overvoltages be found by calculating the voltage at a limited number (e.g. 10) of equidistant positions along the cable.     

限压型低压电涌保护器级间配合研究

采用电磁暂态程序(EMTP)仿真方法,研究了MOV限压型低压电涌保护器(SPD)两级保护电路.模型中采用传输线模型仿真电缆线,通过实验测量SPD在不同冲击电流下的残压值获得SPD仿真的必要电流和残压值参数.得到了两级在不同冲击电流大小、线缆长度连接时的电流分布情况和残压大小.对传输线的长度为5、10、20 m,冲击电流为8.9 kA时的仿真结果进行实验验证,实验结果和仿真结果基本一致.该项研究有助于雷电防护中SPD辅助工程设计.