单芯电力电缆同相多根并联运行方式分析与优化

单芯电缆同相多根并联运行给电缆线路带来了电流分配不均匀、感应电压过高以及线路参数难于确定的问题,为此对同相多根并联线路的电路模型进行了分析,给出了电缆同相多根并联运行时电流分配以及感应电压的计算方法;利用矩阵变化,提出了电缆同相多根并联运行时线路序阻抗的计算方法,并利用实际线路验证了电缆的电流分配系数。通过改变电缆排列方式、敷设间距等参数,对单芯电缆同相3根并联运行线路进行了电流分配与感应电压的优化,优化结果表明,将不同相3根电缆组成的品字形,能有效地均匀分配电流,降低线路感应电压。该研究能用于指导单芯电缆同相多根并联运行的设计与运行。     

多回并联电缆线路参数的不对称性分析

输电线路参数的不对称性对电网的安全运行有着重要影响。为分析并联电缆线路参数的不对称性,首先以卡松线路模型为基础,建立电缆序阻抗参数的计算模型,将高压单芯电缆的金属护套视作普通线路,与大地构成"护套-大地"回路,进而推广到多回并联运行的电缆线路,并阐述了多回电缆序阻抗参数的计算方法;然后通过引入线路参数不平衡度的概念,重点对比分析了几种典型相序排列方式下并联双回电缆线路序阻抗参数的不对称性。分析结果表明:双回并联电缆导线"品"字型排列的对称性优于垂直排列和水平排列,其中又以"品"字型垂直排列的对称性最佳。     

高压单芯电缆同相双回输电方式与运维分析

高压单芯电缆同相双回输电方式可以提高线路输送容量,但每根电缆线路电流分配不均匀限制了整体电缆回路输送更多的容量,为此分析同相2根并联线路的电路模型,计算电缆同相2根并联运行时电流分配以及感应电压,并利用实际线路的电流值验证了电缆的电流分配系数和不平衡系数;然后,计算了同相双回并联电缆线路护套环流,对比同相双回电缆护套分别独立交叉互联和相联后再交叉互联,得出前者环流值小很多;最后,针对同相并联电缆的输电方式,在电缆故障抢修方面给出了建议。实际的应用验证了此输电方式的有效性。     

同相两根并联大截面交联电缆敷设方式的探讨

介绍了北京市部分地下、半地下变电所10 kV交联聚乙烯绝缘1 600 mm2单芯所内同相两根并联电缆的敷设、运行情况。通过计算分析出其载流量不平衡的主要原因是同相两根并联电缆的外感值不等。建议在同相两根并联10 kV大截面电缆线路中采用上下两层水平布置和三角形排列布置的敷设方式。     

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。     

多回同相多根并联高压电力电缆电流分布及金属护套环流计算

为研究多回同相多根并联电力电缆线路环流及电流分布,建模并结合实际线路进行了计算。首先建立了等值电路计算模型,推导了多回同相多根并联电缆线路环流及电流分布计算方程并编制求解程序。然后对实际设计的某24根电缆同沟布置的多回同相双根并联电缆线路护套环流及同相并联电缆电流分布进行了计算、优化。结果显示:同相并联的两根电缆线路并未对该相负荷电流进行均分,其上通过的电流大小不相等;2种不同线路布置方式中,有一种的电缆电流分布不均匀程度及护套环流相对另一种均得到了明显改善;以较好方式布置的220kV线路一、二的相序为BCA/ABC时,其同相并联电缆线路电流分布不均匀程度、护套环流均最小。     

基于FEM的同相并联大截面三相电缆电流分布的研究

利用有限元法计算了单芯大截面电缆用于同相两根并联电缆运行时的载流量分配和不平衡系数。并利用电磁场理论和ANSOFT,计算了6种同相两根并联电缆排列方式下的载流量分配和不平衡系数的比较,给出了3种能够减小载流量分配不均和降低不平衡系数的同相两根大截面电缆线路并联运行的优化排列方式。     

基于高压电缆载流量的同相多根并联电缆布置方式研究与相序优化

为了研究同相多根并联电缆不同布置方式的电缆群载流量,利用有限元软件COMSOL和MATLAB联合仿真,建立了同相多根并联电缆载流量计算模型;针对4种典型的布置方式,计算分析了电缆不同并联根数的子电缆负荷电流和电缆群载流量,并基于电缆群载流量最大,通过遗传算法对电缆相序进行优化研究。结果显示:采用正三角形排列方式的电缆群载流量高于水平排列,电缆回路采用纵向布置方式的电缆群载流量高于回路横向布置方式;对于同一排列方式的电缆,子电缆负荷电流分配不均匀程度越小,电缆群载流量越大;最优相序载流量分析表明,电缆最优布置为方式4(电缆回路纵向布置、电缆正三角排列),最优相序为ABC-BCA-ABC-BCA。     

一起35kV电力电缆输电线路跳闸原因分析

通过对一起单芯电力电缆线路敷设不规范造成线路保护跳闸事故的原因分析,提出单芯电力电缆的不同排列方式对电缆阻抗、电缆屏蔽层感应电压和电缆线路零序电流的影响,并制定了整改措施。     

三相电路中并联使用单芯电缆的排列方法

随着国民经济的发展，配电所（站）容量越来越大。在配电系统中并联使用单芯电缆的情况越来越多。单芯电缆有以下优点：与使用硬母排的方式相比，变电所布置更方便，可减少建筑面积，降低造价；与多芯电缆相比，由于单芯电缆散热较好，选用的导体截面可以较小，在较大容量的回路中使用，可获得良好的经济效益。然而，目前通用的国家设计和施工规范中，都没有单芯电缆并联使用的排列方法，导致实际使用中排列不正确，而出现了运行故障。以下是笔者曾经遇到的一个故障事例。     

适用于柔性直流电网的500 kV级直流电缆与架空线路并联运行控制及保护策略

高压直流电缆是跨海长距离输电和新能源并网的重要装备,高电压等级、高通流能力的直流电缆还处于研发阶段。为推进高压直流电缆研发,考验长期运行性能,依托国内某±500 kV柔性直流电网工程建立了直流电缆综合试验站。该柔性直流工程线路主要采用架空线,试验站位于其中一个换流站单极出线处,采用直流电缆与架空线路并联运行方式,其运行控制和保护配合复杂、可靠性要求极高,尚无工程经验可循。针对500 kV级直流电缆试验段与架空线路并联切换运行的接线方式,提出了试验站直流电缆监视和投入退出控制策略、故障保护策略以及过负荷运行控制保护策略。仿真试验结果证明,所提策略可保证直流电缆接入柔性直流电网后可靠运行。     

平行多回电缆序阻抗参数的计算与分析

电缆序阻抗参数的准确计算是进行电缆工程设计的苹=要基础。平行多回电缆间由于二电磁耦合的影响,其序阻抗参数的计算方法不同于单回路电缆。以“单导线一人地”同路为基础,提出了一种新的平行多回电缆序阻抗参数计算方法。该方法将金属护套与电缆芯线同等看待,分别与大地构成“护套-大地”回路和“芯线-大地”回路,充分考虑了护套电流以及...     

XLPE交流电缆线路改为直流运行的载流量设计与分析

在现役XLPE交流电缆线路的直流改造中,载流量的合理设计是关键问题之一,决定了改造线路的传输容量和运行可靠性。文中对同一线路在交、直流电压下运行时的等效热路模型及载流量解析算法进行了对比,分析了造成交、直流线路载流量差异的关键因素,并以空气敷设的三芯10 kV XLPE电缆为例,进行了同一线路在相同敷设条件下的交、直流载流量模拟试验。研究发现,目前直流改造所涉及的现役XLPE交流电缆线路,在进行直流载流量评估时,绝缘温差要求不成为限制条件,仅需考虑线芯温度限制、按照IEC60287-2017推荐方法进行计算;在线芯电阻、金属护套损耗、载流芯数、环境热阻及线芯允许长期工作温度等影响因素中,交流电缆改为直流运行后线芯允许工作温度由90℃下降为70℃,在很大程度上抵消了其他因素对载流量的有利贡献;10 kV XLPE电缆载流量模拟试验数据和解析计算结果吻合,偏差很小,验证了解析计算方法的有效性。对10、35 kV三芯和110 kV单芯电缆在不同典型敷设情况下的交、直流载流量计算显示,改为直流运行后,三芯电缆的载流量略有增加,单芯电缆稍有下降,变化幅度均未超过6.5%。     

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。     

Determination of the reduction factor for feeding cable lines consisting of three single-core cables

The paper presents an original analytical procedure for the determination of the ground fault current distribution in the cases when a feeding line is composed of three single-core cables. The procedure takes into account the existence of all three cable sheaths as the return path for the ground-fault current. The reduction factor for these types of cables as given by the cable manufacturer takes into consideration only the existence of the metal sheath of a faulted single-core cable. As a consequence of that, the estimations of the safety conditions (step and touch voltages) on the grounding systems of the supplied stations are too severe. For the high-voltage cables, a certain, sufficiently low reduction factor achieved by an increase of the sheath cross-section can be demanded from the manufacturer. In both cases, too conservative values for the reduction factor lead to unnecessary expenditures. The quantitative analysis performed in this paper shows that the reduction factor for three single-core cables belonging to the same line is significantly lower in comparison to the situation when each of these cables is treated separately.     

地下隧道中电力电缆的线路阻抗矩阵相序阻抗矩阵和参数的分析

在研究电力电缆发生短路对周围通讯系统的危险影响时,短路电流的分布和入地电流系数的计算是至关重要的,这必然涉及线路阻抗,相序相抗和自互阻抗等参数,文章给出了电缆线芯不换位,金属护套交叉互联两端接地系统的线路阻抗矩阵,相序阻抗矩阵的直观表达式,分析了它们的一些性质,介绍了隧道中电缆参数的一种分析方法,即虚拟媒质法,应用该法可以方便地处理道空气区对其自互阻抗的影响,由于该法是数值方法,隧道横截面形状可以     

400 kV地下电缆的敷设及成本控制

2004年,丹麦电网3条挤压成形的400kV双回电缆正式带电运行.这3条双回电缆采用波纹管,用于从奥尔胡斯到奥尔堡的400kV输电线路(140km)长达14.7km的线段中.文章介绍了400kV电缆系统,电缆的布局和连接、过渡组件以及电缆的补偿;同时也介绍了电缆线路的维护经验,还讨论了电缆的载流量,并与架空输电线路的载流量进行了对比,并将温度分布感应和动态负荷计算应用于控制中心每日的计划、预测工作中;最后,将架空线路与地下电缆线路的成本进行了对比.     

220kV电力电缆线路合闸操作过电压分析

在一侧断路器断开状态下,某220 kV电缆线路线遥控合闸后两套纵联保护动作事故跳闸。巡检发现,该电力电缆C相接头击穿。为探究电力电缆在合闸过程中的过电压情况,分析事故原因,对修复后的电缆线路进行与事故情况同一状态下的线路投切试验,监测投切过程中的电压和电流情况。同时,针对线路空载合闸过程中电缆沿线各处可能存在的过电压情况,采用电磁暂态计算程序PSCAD,对该电缆线路合闸过电压进行仿真分析计算。最后,针对实测和仿真结果提出了运维对策。     

Impedance of a double submarine cable circuit using different typesof cables within a single circuit

The interconnection between the Upper and Lower Peninsulas of Michigan has recently been upgraded from a single 138 kV circuit to a double 138 kV submarine power cable circuit. The original circuit consisted of four single-conductor cables, the fourth cable serving as a spare phase conductor. The second circuit was formed by adding two new single conductor cables and combining them with the spare cable from the original circuit. The use of two different types of cables in one circuit causes that circuit to be unbalanced. The series impedance and shunt admittance matrices of the circuits were studied to investigate the degree to which they were unbalanced, so that the impedance relays protecting the cable could be properly set. Measurements were made on the cables after they were installed and these were compared to calculations made with the ATP EMTP Cable Constants program