混合排列方式在交叉互联电缆中的应用

城市电网改造引起电缆线路割接,造成原有交叉互联接地方式被打破,这将导致金属护套中产生环流。从分析金属护套环流产生原理入手,找出影响金属护套感应电压的主要因素,通过相量图分析交叉互联电缆金属护套感应电压相量,提出混合排列方式在某些场合可以降低金属护套环流。同时,通过EMTP仿真验证了结论的正确性,并明确了混合排列方式的应用范围。     

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。     

配电混合线路双端行波故障测距技术

该文提出利用线路故障产生的暂态行波实现配电架空线、电缆混合线路单相接地及相间短路故障测距,分析了故障初始行波模分量的暂态特征。研究发现,尽管中性点非有效接地系统单相接地故障后线路稳态线电压保持不变,但其故障暂态过程仍产生行波线模分量,这样单相接地及相间短路故障均可利用参数比较稳定的行波线模分量作为测量信号。分析表明行波在配电混合线路传播过程中发生复杂的折、反射,应该利用双端行波测距法测量故障距离。针对架空线和电缆波速度不一致的问题,给出了基于时间中点的故障点搜索算法。分析了电压、电流行波在线路末端的反射规律,为选择合适的行波测量信号提供了理论基础。现场试验表明文中所述方法可行有效。     

基于ATP的高压电缆金属护套多点接地故障仿真

高压电缆金属护套多点接地故障将导致护套环流值显著增大,从而加速电缆绝缘的老化,缩短电缆的使用寿命和输送能力,威胁电力系统的安全稳定运行。笔者对电缆护套环流进行了理论分析,建立电缆的Bergeron模型,利用电磁暂态程序对电缆护套多点接地时故障进行仿真,通过对接地线电流的分析,找出影响环流值大小的因素,以及环流与多点接地故障的相关性规律,为高压电缆护套绝缘的在线监测和故障诊断的判定提供参考。     

基于护套电流和的110 kV GIS终端电缆行波故障定位研究

为了在不拆开GIS替换原有电磁型电流互感器的条件下仍能够采用行波法对电缆进行在线故障定位,以110 kV交联聚乙烯绝缘皱纹铝护套电力电缆为原型,研究故障暂态电流行波在护套交叉互联电缆中的传播特性。提出利用三相护套电流和作为行波测距信号,其在护套交叉互联点和护套接地点处大小不发生变化,且主要成分为传播特性稳定的模量。在PSCAD/EMTDC中建立电缆系统模型进行各种故障电阻和故障距离的仿真,采用小波变换模极大值进行波头识别,故障测距结果都表明该方法可行并具有较高的准确性。     

考虑护套交叉互联的GIS终端电缆在线测距方法研究

以110 kV护套交叉互联电缆为研究对象,应用小波变换和多尺度分析技术解决电缆故障电流行波色散问题,同时采用一种简单易行的数学处理方法对故障行波进行识别,在确定故障初始行波和故障点反射波到达电缆两个检测端的时刻后,提出一种不依赖于全球定位系统(global positioning system,GPS)的双端行波测距方法。采用电力系统计算机辅助设计-电磁暂态模拟程序软件(power system computer aided design and electir-mignatictrevnslent in DC system,PSCAD/EMTDC)中与频率相关的电缆建立仿真模型,故障仿真结果表明,该方法能避免波速度和波阻抗不确定性的影响,同时免除了由GPS时钟精度引入的测距误差,使得故障定位具有较高的可靠性和准确度,且不受故障距离、过渡电阻等因素的影响。     

高压电缆在线行波故障测距算法的设计

研究了模量电流信号在高压交叉互联电缆中的传播特性,提出了以电流模量4作为高压电缆的行波测距信号。并设计了不受电缆波速变化影响的在线行波测距算法,有效解决了交叉互联电缆波阻抗不连续造成的行波折反射复杂问题,以及内外模量行波的交叉透射问题。算法通过提取故障暂态行波中能量百分比比较高的频带进行暂态行波的重构,有效降低了暂态行波的频带宽度,减小了行波色散对测距结果的影响。EMTP仿真及Matlab计算表明该算法适应性好,测距精度高。     

基于小波模极大值极性的行波信号识别

对于行波保护，暂态信号的识别方法是非常关键的，尤其要正确区别正常操作(合闸于空载线路)和线路发生故障等相似的暂态过程。根据行波在波阻抗变化处折反射的规律，利用小波变换模极大值的极性关系可以实现行波信号的快速正确识别。EMPT仿真试验证明了这种方法的有效性和正确性。     

电缆-架空线混合线路故障行波测距新方法

电缆-架空线混合线路的故障测距存在2个难点:电缆依频特性突出.波头不易准确捕提;线-缆接头处波阻抗不连续,行波发生反射,增加了故障点反射波识别的难度.分析了电缆-架空线混合线路不同区段故障时,连接点处的负序电流分布特征,提出了一种电缆-架空线混合线路的故障测距新方法.对确定的电缆-架空线混合线路,于故障附加负序网络利用线路两端电气量推导线缆接头处的分布电流,藉此判断故障区段;此后,根据确定的线-缆长度所对应的行波折反射规律,剔除线缆接头处的反射波干扰:根据电流线模分量与零模分量模极大值的极性规律确定故障点反射波,实现电缆-架空线混合线路的单端故障测距.同时,揭示了线路发生单相接地故障的模量耦合现象与规律.大量电磁暂态仿真表明,不对称接地故障存在线模与零模耦合,该电缆一架空线混合线路的故障测距方法有效.     

交叉互联电缆行波故障测距的研究

交叉互联电缆护层的交叉互联点和直接接地点行波波阻抗不连续,行波的折反射比较复杂,行波测距时无法识别出故障点的反射波和电缆对端反射波。通过分析电缆各个模量参数的特性,给出了电缆故障类型的判据,提出以电流模量4作为行波测距信号的行波测距算法,有效解决了行波在交叉互联电缆上折反射复杂给行波波头识别带来的干扰问题以及第二个反向行波的判别问题。在ATP-EMTP中建立220 k V电缆系统的仿真模型,仿真结果表明该测距算法可行性好,测距精度高。     

基于小波分析频差性的电力电缆故障测距

为了提高电力电缆在线单端故障测距方法运用到放射状中压配电系统的准确性,研究了电压行波在配电系统不同地点的反射和透射频差特性,运用小波变换结果模极大值确定电压行波到来时刻的同时,利用所选小波滤波器相频特性提炼电压行渡信号携带的原有频差特性信息.有效地判断出到达母线的第2个行波是故障点反射波还是对端母线反射波.基于某变电站出线构建EMTP仿真模型,仿真结果表明这种利用小波分析频差性的电力电缆在线单端故障测距方法能够较精确地寻找到故障点.     

某500 kV线缆混合线路的故障定位方案

针对某500 kV线缆混合输电线路,通过现场实测其内部各段工频参数和波阻抗,分析其分布特性及行波在输电线的传播特性,发现各段工频参数极不均匀,且各段的零序补偿系数之间、波阻抗之间也相差较大;内部固有行波反射点较多,在线缆连接处反射系数较大.根据以上特点,提出分两步的两端阻抗法和分段两端行波法对该输电线路进行故障定位,并基于当前设备条件进行技术经济比较,对线缆混合输电线路推荐采用分段两端电流行波法,可以有效地提高了线缆混合线路故障测距精度.     

脐带缆电缆故障电压行波相模分量特征分析及测距方法研究

脐带缆是水下生产系统的生命线,快速有效地定位故障点具有重要的经济意义。分析了脐带缆电缆故障电压行波特征,在此基础上提出一种故障测距方法。根据脐带缆电压行波线模零模分量在故障点发生折射和反射的数值关系,定义了波形特征量并以此判断第一个反射波的性质;基于TT变换标定故障行波到达时间;在此基础上提出一种基于故障电压行波相模分量特征及TT变换的脐带缆电缆故障单端测距方法。最后,以EMTP/ATP仿真结果验证了所提测距方法的准确性和有效性。     

电力电缆故障测距方法的研究

电力电缆获得越来越广泛的应用,但电力电缆故障测距仍然缺少有效的方法,为此,对现有电缆故障测距方法的原理和方法进行研究和比较,侧重比较了行波测距法与阻抗测距法的优缺点,最后得出结论:在电力电缆故障测距中,行波测距法优于阻抗测距法,并对行波法今后发展的方向提出一些设想.     

线缆混合输电线路故障组合行波测距方法及影响因素研究

电缆-架空线混合输电线路的故障暂态行波具有复杂多变的传播特性。通过理论分析和仿真验证,深入研究电缆-架空线混合线路故障暂态行波的产生机理及传播特性。并基于此阐明混合线路的单双端组合行波测距原理,详细探究了过渡电阻、故障初始相角、故障类型、故障距离对混合输电线路故障电压行波、电流行波的传播特性及组合行波测距精度的影响。同时计算分析了电缆金属屏蔽层单端接地线上的故障电流随故障距离的变化关系。过渡电阻、故障初始相角、故障类型对220 kV电缆-架空线混合线路的故障电压行波、电流行波幅值有显著影响,但对行波的第一个波头到达线路两端所需时间无影响。不同故障位置下,混合线路故障行波的幅值及第一个波头到达两端所需时间不同。电缆金属屏蔽层采用单端接地方式时,电流行波幅值随电缆故障距离增大呈非线性单调递减的特性。     

含单相配电支路的配电网单相接地故障行波测距技术

当前中国部分中压配电网采用单相配电的方式以提高电网运行经济性。但是含单相配电支路的配电网在发生单相接地故障后,行波传输过程相对复杂,影响了行波故障测距的准确性。文中深入研究了含单相配电支路的配电网发生单相接地故障后的行波传输机理,具体包括相模变换、不同模量的传输速度,以及单相配电支路分界处的传输特性。在此基础上,提出了根据线模、零模分量传输时间差判定故障位于单相配电支路或三相配电支路,以及准确的故障测距方法。EMTP/ATP仿真验证了所提出方法的可靠性和准确性。     

基于行波法的民用电力线路故障测距技术

民用电力系统具有分支线路多、折反射复杂、反射行波信号较弱、故障行波信号难以捕捉和识别的特点,为了实现对民用电力线路的故障定位,本文提出了一种利用分支线路检测装置+主机接收装置+低压脉冲发生器的故障定位方法,分支线路检测装置可以检测各分支线路的状况并在故障发生时将故障信息发送给主机接收装置,主机接收装置可以在电脑界面上显示相应的故障信息和位置,低压脉冲发生器用于离线测量、提高测距精度,该套装置配合通用行波测距装置可以实现对民用电力线路故障的准确定位。     

计及行波折反射的柔性直流电网故障限流器参数优化

行波的折反射过程对故障暂态响应有重要影响,目前对故障限流器(FaultCurrentLimiter,FCL)参数优化配置时,均未考虑故障行波折反射过程对FCL参数选取的影响。因此,提出了一种计及行波折反射的故障暂态响应时域分析方法,并用此方法对混合阻感并联型FCL进行了参数优化。首先,建立换流器故障等效模型,对比不同限流阻抗类型的FCL对故障电流的抑制能力。其次,推导了故障行波的频域和时域表达式,根据彼得逊法则建立各个时序的等效模型从而准确求得故障电流。并以故障电流和FCL两端的电压应力为优化目标,利用粒子群算法对FCL参数进行优化配置,得到限流阻抗最优匹配值。最后,通过在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建三端直流电网模型进行仿真对比。仿真结果验证了计及行波折反射的故障电流计算方法以及优化模型的准确性。