基于时间延迟理论的高压电缆巡检周期优化

为了经济高效开展高压电缆的巡检消缺工作,提出了基于时间延迟理论与经济效益分析的高压电缆巡检周期优化方法。首先基于时间延迟模型模拟电缆缺陷发展为故障的过程,将电缆故障发展视为由缺陷出现与缺陷发展为故障两个随机事件组成;然后根据历史故障时间与巡检周期,建立电缆故障发展的数学计算模型,并考虑电缆故障的时间与空间特性,将电缆系统按照运行年限与巡检目标进行分类,建立不同运行年限内线路各部件的故障数期望值与巡检周期的数学关系;之后以故障损失与巡检费用最低为目标,计算电缆线路各部件的优化巡检周期;最后针对南方电网公司近10年投运的高压电缆,采用该方法理论计算得到优化巡检方案。理论上优化后的高压电缆故障损失与日常巡检的总费用相较于优化前可降低40%。所述方法可有效提高经济效益,为高压电缆巡检周期制定与巡检工作开展提供参考。     

高压电缆故障分析及其状态检测技术

本文按照电缆故障部位和故障性质两种方式将高压电缆故障进行了归类,同时分析了故障形成的原因;总结了常规的电缆状态检测项目,并针对不同类型的故障提出相应的状态检测方法和技术;给出了电缆故障的防范措施。从电缆故障的部位来看,本体故障占很大一部分;就形成原因而言,电缆设备质量问题,设计、施工工艺不良,外力破坏和外部因素是造成电缆故障的三个主因;运行巡检、局放检测、电缆运行温度监测是及早发现电缆缺陷和故障的三种最有效的检测手段。提出了电缆故障的防范措施,应从生产、设计和施工的源头把关电缆的生产和安装过程,同时加强运行巡检并运用合理的电缆状态在线监测技术,以期在电缆故障发生前发现缺陷,减少故障的发生。     

基于利萨如图形与温度Pettitt检测的高压电缆故障诊断方法

针对电缆线路故障发生不确定性高,故障类型复杂,快速实现故障在线诊断困难等问题,提出了一种基于利萨如图形与温度Pettitt检测的高压电缆故障诊断方法.通过电缆护层首末端护层接地线电流构建高压电缆接地线电流利萨如图形基础上,通过ATP-EMTP仿真分析了不同故障形式下的图形特征参数变化,并构建了故障特征判据库.对容易造成"误报""漏报"的故障类型,结合电缆线芯温度变化的Pettitt检测结果,提高了分析模型的准确性.最后以实例数据验证了所提诊断方法的可行性和有效性.     

基于差值电流分析的高压电缆在线监测研究

针对当前高压电缆故障单一参数监测判断准确度低,多参数监测存在数据融合分析不足等问题,提出一种基于差值电流分析的高压电缆故障在线监测方法。该方法通过测量直接接地箱和交叉互联接地箱处接地线电流,对故障及正常情况下接地线三相电流进行比值分析和不平衡度分析来识别故障,根据模糊控制原理建立了故障判别依据和相关数据库,以此进行故障诊断。分析了故障情况下接地箱电流变化情况并仿真模拟了不同位置的接地箱进水、同轴电缆破损、接头开路、接头短路等故障。最后以此设计出一套高压电缆线路故障在线监测系统。通过实例分析验证了该方法的可行性,能及时预警高压电缆线路故障,防止高压电缆线路发生安全事故。     

高压电缆缺陷现场检测技术及故障快速定位方法研究

文章对高压电缆运行过程中常见的缺陷和故障问题进行了阐述,对现行检测方法进行了分析和探讨,并提出基于频域阻抗谐振模型的高压电缆现场检测技术及故障快速定位方法.在某供电局实际应用证明,该方法有效缩短了高压电缆缺陷检测的时间,显著提高了电缆故障快速定位的能力,对高压电缆安全运行提供了重要的技术保障。     

（23期已送排）基于负载率和健康状态的高压XLPE电缆可靠性评估模型*

以高压XLPE电缆为研究对象,选取其绝缘热点温度(insulation hot spot temperature,IHST)为关键变量,结合Weibull分布和Arrhenius反应定律,建立基于负载率的高压电缆XLPE老化失效模型,并利用高压电缆预防性试验、在线检测技术、日常巡检和历史记录建立基于模糊层次分析法的电缆健康指数模型。为使这两类模型优势互补,将健康指数模型中的健康指数作为参量引入到老化失效模型,提出一种能同时反映高压电缆不可修复故障和可修复故障的综合故障率模型。最后通过实例验证表明,该模型能反映高压电缆实际的可靠性水平,可为有关维修部门开展设备检修提供理论依据,具有一定的参考价值。     

包含T型接头的复杂高压电缆网络的故障定位与分析

针对单芯结构的高压电力电缆发生故障时,故障定位难度大的问题,以一起66 kV包含T型接头的复杂高压电缆网络故障为例,对电缆试验、故障检测方法进行了分析,最终确定故障位置在1号电缆终端房1420 m,并提出减少电缆T型接头的使用及长电缆线路中间应自然分段等建议.     

10 kV电缆终端头温度故障指示器的研究

针对配电高压开关柜内电缆终端接头容易出现发热高温故障且不容易发现的问题,提出一种电缆终端头温度故障指示器,该设备从技术角度彻底解决了电缆终端接头温度测量困难的问题.通过实时测量温度数据及故障报警系统,使电缆终端接头温度过高的设备缺陷易于发现,可及时有效保护设备安全可靠运行.     

基于Ziee高压电缆连接器温度监测与数据传输系统设计

针对传统高压电缆连接器温度定期巡检的维护方式,提出一种高压电缆连接器温度监测与数据传输技术。在介绍高压电缆连接器结构特点的基础上,结合Ziee通信技术设计高压电缆连接器温度监测与数据传输系统,并对DS18B20型温度传感器特性、Zig Bee网络技术和JN5139无线接收模块进行详细分析。该系统实现了多台高压电缆连接器多部位温度在线监测和集中化管理。     

基于数据挖掘的变电站告警数据分析和巡检策略研究

鉴于目前高压变电站告警数据多、运维人员巡检效率低的情况,提出了一种基于关联规则的告警数据分析方法。通过关联规则得到大量告警事件间隐含的先导—后继关系,分析故障发生后运行人员工作站记录的告警报文,这有助于运维人员找出故障的根本原因;并参考相关的电力设备状态量评定标准,综合告警事件间的关系与各巡检单元权重系数,确定系统频繁告警后巡检的优先顺序,以提高巡检效率。最后,通过西北电网某变电站主变近一年的告警数据来具体说明这种方法,研究发现该站主变存在着由于冷却器就地操作、直流控制电源故障引起的频繁冷却器油流停止告警,需要重点巡视冷却装置控制系统;并提出了改进的巡检策略来提高巡检效率。该方法为变电站实施新的巡检策略提供理论支撑。     

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。     

Assessment of underground cable ratings based on distributed temperature sensing

Numerous power utilities have installed advanced distributed temperature sensing (DTS) systems to measure the temperature of underground cables. This paper presents a general procedure for real-time assessment of underground cable ratings based on DTS. After the identification and location of hot spots on a cable, the cable installation data, load, and DTS-recorded temperature over a period of time are used to estimate soil thermal parameters and assess cable ratings under normal and overloading conditions. In order to accurately estimate soil thermal parameters, a combined technique of the finite-element method and gradient-based optimization is used. The technique was validated in the laboratory and applied to a rating assessment of a 230-kV/500-MVA cable circuit. The assessed continuous and emergency ratings are helpful in improving the operation of this circuit.     

交流综自保护装置的位置信号异常分析与改进

针对一起高压开关柜采用交流综自保护装置,在传动试验时出现跳合闸位置信号灯异常的现象进行了调查,发现是由于交流回路的电缆芯之间在相近电源的电缆芯线排列紧密时会产生很高的感应电势造成的。提出了采用直流综自保护装置、壁挂式电源、互锁回路电缆分开设计的3种解决方案,分析了3种方案的优缺点及性价比。对互锁回路电缆分开设计及实施后,对其进行了近一年的运行跟踪统计,没有出现异常,证明了该方案的有效性。并对二次电缆选型、设计提出了建议。     

基于状态检修的电网运行风险评估

设备故障率的计算是电网运行风险评估中的关键环节,将基于状态检修的设备故障率算法应用到电网运行风险评估中,在一定程度上提高了设备故障率的准确度、可信度。基于状态检修的电网运行风险评估方法充分考虑了电网运行中存在的不确定性,通过线路过载、变压器过载、过电压、低电压和失负荷五项风险指标较全面地描述电网运行风险水平,且应用了层次分析法计算电网综合风险指标,为对比电网不同运行方式下的风险大小提供了参考依据。通过实际算例分析,验证了基于状态检修的电网运行风险评估方法的有效性。     

配电自动化二次设备风险评估与检修决策研究

数量庞大的配电自动化二次设备是维护配电自动化系统安全稳定运行的关键对象,通过对配电自动化二次设备风险点的识别和持续关注建立风险评估流程,根据设备的状态评分推算平均故障概率,从而计算综合风险损失和量化风险值。以风险损失和检修成本之和最小为优化目标,构建检修决策优化模型,综合考虑风险和成本费用两方面后,文中对检修计划给出了科学合理的排序,大幅降低二次设备的检修成本和因不合理检修可能导致的故障风险,实现配电自动化二次设备的精益化运维管理。     

500 kV充油海底电缆运行状态综合在线监测系统研究

海南联网系统500 kV海底电缆运行环境复杂多变,会直接影响到海底电缆的运行状态.为了有效掌握海南联网系统三相31 km海底电缆的运行状态,研究充油海底电缆运行状态综合在线监测技术至关重要.文中根据海底电缆实际运行监测要求,结合充油海底电缆捆绑通信光缆的这一特殊结构,开展了基于布里渊光时域分析的分布式光纤温度传感技术研究,建立了基于IEC 60287热路模型的充油海底电缆的温度热场分布的热路模型,研制了500 kV充油海底电缆运行状态综合在线监测系统,完成了系统的现场安装及挂网运行.该系统能实时监测海底电缆的温度、油流以及油压等运行参数,通过海底电缆温度、油流以及油压历史数据分析,表明系统可实时监测海底电缆的运行状态及稳定可靠运行.     

浙江电网电缆线路运行情况分析

从电缆线路故障率、故障位置和故障原因三方面,对2009-2011年浙江电网10 kV及以上电缆线路的运行情况进行统计和分析,总结了浙江电网电缆线路典型故障类型和特点。对浙江电网电缆线路状态检测技术应用情况及状态评价、状态检修工作开展情况进行总结分析,指出了在电缆线路状态检测及评价方面尚需进一步完善的工作,以期为全面推进电缆线路的智能化和状态检修提供参考。     

多回路电缆布置优化的研究

为降低城市多回路电缆平行敷设工程的造价,可采用改变各回路电缆相序的方式来降低电缆金属护层上的感应电压。为此,通过感应电压计算和矢量分析法,分析了多回路高压电缆线路变化布置方式对电缆金属护层感应电压的影响,结果表明:减小同一回路三相电缆的相间距离或增大不同回路电缆之间的回路距离,可以降低多回路平行敷设电缆金属护层的感应电压值;多回路电缆线路的布置中,不同的相序排列组合对电缆金属护层的感应电压值有明显影响。因此,在敷设多回路电缆时,应兼顾有利于电缆散热和降低电缆金属护层感应电压值两方面,确定电缆之间的距离。     

基于风险和检修收益的继电保护设备检修决策方法

针对如何合理制订继电保护设备检修策略的问题,提出基于风险和检修收益的继电保护检修决策方法,从检修顺序和检修等级方面对保护设备实现差异化维修.首先采用一次、二次系统综合风险评估模型,以基于保护状态评价得到的实际故障率为风险发生可能性,保护设备故障对一次系统运行的影响作为风险后果,计算出风险值作为确定检修顺序的依据.然后分析了不同检修方式下的检修成本和对继保设备故障率的影响,利用检修风险收益模型确定了保护设备的检修方式.使检修决策不仅保证设备的可靠性,还在一定程度上兼顾检修的经济性.最后利用IEEE 9节点系统进行了仿真计算,结果证明了所提方法的合理性.