双回路电缆护套环流计算及影响因素分析

为分析电缆线路中的环流,推导了双回路敷设电缆护套环流的计算方程,并自行编制运算程序实现了计算机求解。结合某电力设计院两回路电缆的实际敷设及运行参数,计算了直线排列交叉互联情况下电缆护套中的环流,并对影响金属护套中环流值大小的相关因素作了简单分析,减小环流值的方法有增大接地电阻、使电缆紧密排列、保证电缆交叉互联段长度相等等。同时,提供了对应单回路敷设情况下的计算结果进行比较,结果表明计算护套环流时双回路不能以单回路情况简化。相关推导过程及程序设计思想可推广应用于双回路电缆的其它敷设形式或更高回路数的电缆线路。     

多回路电缆金属护套环流计算软件的开发与应用

目前城市电网中35kV以上电压等级的电缆线路越来越多,35 kV以上电压等级线路往往使用单芯电缆。单芯电力电缆线芯通过交变电流时,金属护套上会产生感应电势。为了防止感应电压过大对人体造成伤害,需要将金属护套两端牢固接地。当电缆金属护套两端接地时金属护套中会有环流通过,护套环流过大时会严重影响电缆的安全运行。通过MATLAB及LabVIEW软件编程方法实现了计算一至四回路任意排列电缆线路的护套环流,利用环流计算软件提出抑制环流措施和电缆优化敷设方式,为未来电缆敷设提供科学指导意见。     

同通道敷设多回单芯电缆金属护套感应电压与环流计算模型研究

随着城市电缆通道资源的日益紧缺,多回电缆同通道敷设成为电缆线路建设和运行必然面对的问题。目前尚缺乏对多回单芯电缆线路同通道敷设时金属护套感应电压与环流进行研究。根据单芯电缆交叉互联单元的等值电路,分析了单回路电缆金属护套感应电压与环流的计算模型。结合电缆敷设的实际情况,考虑了线芯电流不平衡、交叉互联单元内段长和敷设间距以及排列方式不同等因素的影响,推导出多回电缆同通道敷设时金属护套感应电压与环流的计算模型。     

多回路电力电缆不同敷设方式对环流的影响

近年来随着城市建设的不断发展,地下多回路敷设电缆线路越来越多,金属护套环流的损耗问题日趋严重。为此基于电磁感应原理计算三、四回路单芯电缆线路不同敷设方式下护套感应电压,通过建立电缆线路阻抗模型推导环流矩阵方程,获得金属护套环流变化规律。结果表明,多回路系统下,靠近中间的回路环流相对两边要小,回路数增多,环流最大值也增加;随着相间距及接地电阻的增加可以降低环流;分段越不均匀,对环流最大值影响较大且三相环流差别越大;三回路中,并列平行敷设方式下,环流最小的相序组合为ABC-CAB-ABC和ABC-CBA-ACB,品形敷设方式下,环流最小相序为ACB-BAC-ACB、CAB-CBA-CAB;四回路中,并列平行敷设方式下,环流最小的相序组合为ABC-CAB-ABC-CAB,环流最大值约为2 A,其他相序组合下环流最大达到5.5A,品形敷设方式下,不论何种相序组合方式的环流均≤2 A,环流最小相序为CAB-CBA-CAB-CBA。以上分析结果对电缆线路规划、设计及运维具有较好借鉴意义。     

220kV四回高压电缆同相2根并联敷设方式优化研究

为了研究220 kV四回高压电缆同相2根并联的最优敷设方式,笔者根据高压单芯电缆的等值电路模型,通过软件编程,计算分析了220 kV四回高压电缆同相2根并联在"品字形"、"水平交叉"敷设方式下的芯线电流、电流分布的不均匀系数以及护套环流。在此基础上,提出了一种优化的敷设方式,即采用"品字形—水平交叉"复合式的敷设方式,并与前两种方式进行分析、比较。结果表明:在"品字形"敷设方式中,具有电流分布不均匀系数大而护套环流小的特点;在"水平交叉"敷设方式中,具有电流分布不均匀系数小而护套环流很大的特点;在优化后的"水平交叉—品字形"复合式敷设方式中,兼具电流分布不均匀系数小和护套环流小的优点。尤其是当电缆按相序BCAABC排列效果最优,电流分布的不均匀系数的最大值为1.041 0,最小值仅为1.010 3。护套环流的最大值为61.89 A,最小值仅为9.14 A。     

多回路电缆护套交叉互联方式下的环流计算方法

建立了多回交叉互联方式下电缆线路护套环流的计算模型,推导护套环流分布计算方法,并以某电力公司110 kV两回线路为例,建模计算了其在交叉互联方式下电缆线路3种不同相序排列时,两回路电缆的护套环流大小。计算结果表明,由于多回路电缆线路之间存在更强的电磁耦合关系,使得电缆电流分布的不均匀程度更为突出。     

高压输电线缆增加敷设段长研究

传统高压单芯电缆设计分段长度偏短,导致电缆接头数量急剧增加,造成接头价格昂贵,工程投资随之上升,电缆运行的故障概率也相应提高,增大单段长度可有效解决这一问题。对金属护套感应电压和护套环流进行计算研究,推算出最大可能的敷设段长。使用解析公式和仿真计算两种方法,对220kV输电线缆在不同的接地方式、不同的排列方式下的金属护套感应电压进行计算,给出了可行的最大敷设段长,并对两种计算方法所得结果进行了对比。分析了负载不平衡或段长不平衡对护套环流的影响,对段长增加后不平衡负载或段长时的护套环流进行了仿真计算,提出最大敷设段长的选取还应考虑不平衡状态下的护套环流是否超限。     

高压输电线缆增加敷设段长研究

传统高压单芯电缆设计分段长度偏短,导致电缆接头数量急剧增加,造成接头价格昂贵,工程投资随之上升,电缆运行的故障概率也相应提高.针对这一问题,开展高压输电线缆增加敷设段长对金属护套最大感应电压和护套环流的影响,并计算最大段长.基于瞬态电力系统仿真软件,对220 kV输电线缆在不同的接地方式、不同的排列方式下的金属护套感应...     

三回路单芯电缆护套感应电势的计算

运行中交变电场在电缆金属护套上产生的感应电势的大小是确定电缆护层保护器的主要参数。任意排列三回路电缆护套感应电势用矩阵方程给出。通过计算认为目前三回路敷设的高压电缆的护套感应电势可按双回路计算     

电缆护套环流估算公式的拟合及排列方式的优化

护套交叉互联双端接地电缆中,3段电缆长度不均等,或电缆排列方式不对称,均会导致金属护套中产生环流。文中分析了排管敷设的单回路交叉互联电缆金属护套感应电压相量和,采用EMTP模型仿真不同的电缆分段长度差下的金属护套环流,得到EMTP仿真数据样本,用来拟合金属护套环流估算公式,最后将拟合的估算公式计算值与EMTP仿真数据进行对比,检验了估算公式的适用性。此外,还分析了不同排列方式感应电压相量,提出并验证了在不等长分段电缆中,采用恰当的混合排列方式可以降低金属护套环流。     

隧道集群敷设高压电缆多物理场耦合电路仿真及其典型运行状态分析

电缆的隧道集群敷设方式因其具有敷设回路数多、断面负载能力高等优点,在城市电力输电网的应用日益广泛.隧道电缆群相互之间的电磁及热影响大,因此亟需对电缆金属护套感应电压、环流及运行温度等进行深入研究.针对隧道电缆群分析了COMSOL的物理场与电路接口,建立了隧道集群敷设高压电缆线路的电磁热流多物理场耦合电路的仿真模型,并通...     

高压单芯电缆并联运行时金属护层的联接方式分析

随着经济的发展和用电量的不断增加,同相多根单芯电缆并联供电方式多有采用。高压单芯电缆的金属护套联接方式是电缆敷设时必须注意的问题。目前单、双回路电缆线路感应电压及金属护套环流已有计算,但多根电缆并联使用时的金属护套联接方式还未见讨论。文章研究结果显示并联电缆的护层环流在其护层相联时有可能达到单独处理时的2倍多。因此,电缆并联运行时,不应将金属护套相联再进行交叉互联,而应该分别作交叉互联。     

金属护套环流对高压电缆影响的研究

依据现有电力电缆金属护套回路模型,本文分析了现有环流计算方法的缺陷,并结合叠加原理对现有环流计算方法进行了改进。在此基础上,分别推导了平行敷设的高压单芯电缆金属护套在不同互联及接地方式下金属护套中环流的计算表达式,并结合现场实际测量数据,证明了计算结果的有效性,计算精度有明显提高。着重研究了分段情况和三相负荷不平衡包括幅值不平衡和相位不平衡对金属护套环流的影响,提出了一种可以抑制负荷不平衡引起环流增大的简单措施。     

高压单芯电缆单相接地故障护套过电压特性仿真分析

高压单芯电力电缆在敷设过程中,为了限制感应电压、增加单段电缆长度、减少中间接头数量,金属护套层往往采用交叉互联接地.若电力电缆发生单相接地故障,在交叉互联点会感应出较高的过电压,影响电缆使用寿命.对此利用电磁暂态软件EMTP,研究了在单相接地故障情况下高压单芯电缆金属护套过电压特性,分析了电缆整体排列方式、接地电阻、负荷性质、交叉互联各小段电缆长度以及混合排列方式对金属护套过电压的影响程度.研究结果表明:电缆整体排列方式、交叉互联各小段电缆长度和混合排列方式对金属护套过电压的影响较大;接地电阻和负荷性质对感应过电压的影响较小.     

220kV双回路电缆金属护套感应电流计算及敷设方式对其影响分析

选取市区内实际运行的2回220 kV电缆,测量了双回线路在不同敷设形式、不同运行方式下的外护套感应电流。推导了双回路电缆任意敷设方式下的电缆外护套感应电流计算方程,并编写了相应程序,计算结果与实际测量数据基本一致。结果表明,2回线路的互相感应是造成直角敷设方式下外护套接地环流过高的原因,即使一回线路停电,该敷设方式下仍会感应出较高接地环流。基于此,提出了在直角敷设方式下降低外护套接地环流的解决方案。     

外护套环流及接地不良对电力电缆的影响分析

对于电力电缆来说,由于电磁耦合的存在,当电缆长度不同时其外护层应采取单点接地、全接地(两端接地)、交叉互联接地等方式,避免由于外护套接地不当产生环流;电缆敷设应注意保护外护套,避免损坏,造成外护套多点接地产生环流。在环流回路中接触不良局部产生高温过热或由于环流过大所产生高温过热会对电缆的绝缘造成不良影响,甚至烧毁电缆绝缘。针对几条运行电缆外护套环流的实测和一条在试验中烧坏的电缆的初步分析,为运行中电缆的外护套接地方式和电缆试验提出了参考意见。     

10 kV与110 kV电缆线路混合敷设对环流影响研究

近年来,随着城市不同等级地下多回路电缆线路敷设的增多,其多回路造成的电缆金属护套环流损耗问题也趋于严重。基于电磁感应原理,计算了10、110 kV单芯电缆线路金属护套交叉互联时护套感应电压,并通过建立电缆线路阻抗模型推导环流矩阵方程,获得了不同电压等级线路中金属护套环流及相互影响。结果表明,混合敷设会造成10 kV线路环流增加和110 kV线路环流的减小;10、110 kV线路相间距增大会增加自身环流但相互影响却不同,110 kV线路相间距增大200 mm,10 kV线路环流增加48.99%,10 kV线路相间距增大200 mm,110 kV线路环流几乎不会发生变化;10、110 kV线路交叉互联单元内三段电缆段长改变会影响自身环流,但不会影响临近线路;负载电流增加均会极大影响环流;不同电压等级回路垂直距离越大,环流越小;环流最大相序组合为BAC-CAB（10~110 kV）,最小环流相序为CBA-ACB（10~110 kV）。以上分析结果对电缆线路规划和设计提供了理论支持和数据支撑。     

高压XLPE电缆金属护套环流的计算分析

分析高压XLPE电缆金属护套中环流的组成,介绍了电缆金属护套中电容电流、感应电势、感应电流的计算模型,比较了典型110kV、220kV高压电缆在单端接地和交叉互联接地两种接地方式下电缆金属护套环流的计算和实测结果,讨论了金属护套环流计算结果的影响因素。     

混合排列方式对双回路XLPE电缆护层环流的影响

为有效降低双回路电缆金属护层的环流,提高电缆的使用寿命和载流量,分析了混合排列方式对双回路交联聚乙烯(XLPE)电缆护层环流的影响。首先,根据电磁学理论,推导了双回路XLPE电缆金属护层环流的计算过程;然后利用自制程序,分析计算了220 kV单芯XLPE电缆采用水平、直角混合排列方式时的护层环流值。研究结果表明:交叉互联分段均匀的情况下,电缆混合排列时的最大环流值将达到负荷电流的14.4%;而400 m-500m-600m分段的情况下,混合排列方式下电缆护层的环流值可达到负荷电流的24.2%,超出了工程允许范围。另外,相同敷设条件下,单回路电缆护层的环流比双回路敷设情况要小30%左右。为抑制XLPE电缆护层的环流,应严格保证交叉互联单元内电缆的排列方式一致,并尽量保证3小段的电缆长度相等。     

多回路单芯XLPE电力电缆金属护套环流计算分析

针对2种单芯电力电缆金属护套感应电势的计算方法,通过磁通求感应电势方式推导出等腰三角形敷设的四回路电力电缆护套环流计算方程组,利用MATLAB软件建立数学模型,最后结合现场实例,验证了此计算方程组的准确性。