基于线芯-护层过渡电阻无功特性的交叉互联电缆故障测距

高压电缆常见的接地方式是交叉互联接地,而交叉互联接地电缆故障时的测距相比单端接地或两端直接接地的电缆情况更为复杂,为此提出了基于线芯-护层过渡电阻无功特性的交叉互联电缆故障测距方法。首先,采集护层故障前后环流,构建不同电缆区段特征电流,判断故障发生区段;其次,考虑电缆金属护层对线芯的耦合作用和线路电容影响,建立交叉互联电缆的故障稳态等效阻抗模型,利用电缆首末两端线芯和护层的电压、电流推算电缆故障发生时不同区段沿线电压、电流,并基于同一位置电压相量对电缆参数进行修正;然后,利用故障点过渡电阻消耗无功功率为零的功率特性建立以故障距离为未知数的测距方程,采用二分法或弦截法等方法迭代计算求解得到故障点;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了电缆故障模型,分析了故障距离、故障类型、过渡电阻、故障初相角等因素对故障测距方法的影响。结果表明,该方法的测距误差为0.4%左右,具有较高的准确性和有效性,对交叉互联接地电缆进行故障测距有一定的参考意义。     

基于ATP-EMTP的输电电缆护层多点接地故障研究

输电电缆在实际运行中因外力影响导致外护层破损,易形成金属护层多点接地故障。金属护层接地后,护层环流会显著升高,从而会导致护层温度升高,芯线能量损耗加大,长时间运行会加快电缆绝缘老化速度,大大缩短电缆安全运行年限,对电力系统安全稳定运行造成威胁。首先对电缆金属护层环流的产生进行理论分析,然后通过仿真软件对电缆护层多点接地故障等情况进行仿真分析,对比不同影响因素对护层环流值的影响,为输电电缆状态在线监测和护层绝缘性能研究提供一定的参考依据。     

单芯电力电缆金属护套环流计算及分析*

单芯电力电缆金属护套接地环流将降低电缆的额定载流量、缩短电缆的运行寿命,因此针对金属护套两端接地和交叉互联接地的单芯电力电缆,建立了金属护套接地环流的等值电路和计算模型,并推导了相应模型参数的计算式,在此基础上分析、计算了交叉互联接地方式不同工况下的金属护套接地环流值.计算结果表明,三相电缆系统结构和负荷电流的不对称度越大,则金属护套接地环流越大.     

基于沿线电流故障分量差值的交叉互联电缆故障测距

为解决长距离高压电缆采用交叉互联接地方式时故障测距较为复杂的问题,提出基于沿线电流故障分量差值分布的交叉互联电缆故障测距方法。首先,通过故障发生前后护层环流判断电缆故障区段。其次,考虑线芯与护层之间的耦合关系,基于双π模型推导电缆不同区段发生故障时的沿线电压、电流方程。在此基础上,通过求解电流故障分量差值函数零点得到故障距离,并结合切线方程对所得故障距离进行修正。最后,搭建电缆故障模型对测距方法进行仿真验证。结果表明,所提方法测距误差为1%左右,具有较高的准确性,对采用交叉互联接地方式的电缆实现故障测距具有一定的参考意义。     

基于阻性电流和护层电流的交叉互联电缆绝缘监测及诊断

长距离高压电缆采用三相金属护层交叉互联的接地方式减小金属护层中的感应电压，这种交叉互联方式给电缆绝缘在线监测及诊断带来了困惑。因此，提出一种基于阻性电流和护层电流分析的电缆绝缘在线监测及诊断方法，给出泄漏电流与护层电流分离的公式推导，并得到从泄漏电流中分离出阻性电流的计算公式。运用MATLAB/Simulink平台建立三相电缆的等效模型，对方法进行了仿真验证，同时搭建三相电缆实验模型，分别对交叉互联电缆绝缘劣化、护层回路开路、中间接头护层击穿这3类典型故障进行实验研究。结果表明：实现了对交叉互联后每一段电缆绝缘状况的在线监测及诊断；配合安装在同轴电缆上的电流传感器的测量电流，能够实现对金属护层开路、中间接头击穿故障的诊断；实现了对不同类型电缆故障的诊断及故障位置的确定，同时也验证了方法的正确性和可行性。     

基于首末两端环流的电缆交叉互联箱缺陷识别定位方法

长电缆线路交叉互联箱在出现接地、进水、三相相序错误等缺陷时,难以对其进行快速识别和定位。针对交叉互联箱3类典型缺陷,建立长电缆线路交叉互联模型,分析缺陷下环流幅值及相位的变化规律,并对首末两端环流比值与缺陷箱号数的散点数据进行曲线拟合,获得缺陷定位公式,最后通过实例加以验证。结果表明：箱内接地时,缺陷相环流幅值增大,非缺陷相正常;三相相序错误时,两相环流幅值明显增大,另一相环流幅值较小;箱内进水时,各相环流幅值均增大且基本相等。定位公式的拟合度在0.96左右,通过实例验证可确定缺陷箱号数的范围。所提方法不受线芯电流和接地电阻变化的影响,可为长电缆线路交叉互联箱缺陷识别定位提供参考。     

电缆金属护层环流的计算分析

<正>目前,交联聚乙烯绝缘电缆已广泛应用于电网中,对于高压线路,一般采用单芯交联聚乙烯绝缘电缆。当电缆长度较长时,金属护层中会产生较高的感应电压,电缆金属护层一般采用交叉互联接地的方式,将交叉互联段两端的感应电压控制在规定值以内。在正常运行情况下,电缆金属护套上会产生环流。当金属护套环流过大时,会使     

基于护层电流构建新型判据的高压输电电缆在线监测

为及时发现高压电缆交叉互联接地系统中的故障问题,基于电缆金属护层首末两端的接地电流,构造了一种新型判据来实现电缆故障的分类与定位。该方法通过测量电缆交叉互联主段首末两端直接接地箱中金属护层接地电流的幅值与相位,并以同一金属护层回路首末两端接地电流幅值与相位的比值、以不同金属护层回路首末两端接地电流相位差的绝对值构造新的特征量,根据多维特征融合建立故障判据对应的特征量矩阵,以此进行故障诊断。分析了电缆中间接头开路、交叉互联接地箱进水和中间接头短路等常见的电缆故障,并通过仿真验证了新型故障判据的可行性,为高压电缆线路故障的在线监测提供了新的方法。     

基于无监督学习的交叉互联电缆行波测距方法

为提高交叉互联电缆故障测距精度,提出了一种基于无监督学习的交叉互联电缆行波测距新方法。首先结合直埋敷设方式的实际工程背景分析了电缆各个电流模量之间的关系,给出了采取三相护层电流之和作为故障测距信号的依据。其次,通过无监督学习的主成分分析法对由直接接地箱和交叉互联箱中采集到数据组成的高维矩阵降维,采用密度聚类算法对降维后的样本进行聚类。最后选取含样本量最少的簇类所匹配的区段为故障区段并用双端测距公式测距。PSCAD仿真结果表明,所提方法可避免交叉互联点对护层电流行波的影响,使得故障测距在不同故障距离下仍有较高的准确度和可靠性,且不受过渡电阻的影响。     

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。     

基于泄漏电流的高压电缆线路故障测距方法

为实现高压电缆线路短路故障发生后准确故障定位,提出一种利用故障通道泄漏电流的离线故障测距方法。该方法在短路故障发生后于电缆终端加直流电压,泄漏电流主要通过故障击穿通道沿金属护层流入两端接地点,在线路两端接地点检测护层电压,通过单位长度金属护层阻抗与泄漏电流和护层电压的关系,可计算出故障点位置。仿真结果表明,该方法能够有效的定位故障点位置,其相对误差不超过8%,绝对误差不超过50 m。     

电力电缆故障探测方法研究

随着大量电力电缆的投运,相应的电缆故障率也随着使用年限上升,列举了电缆故障探测的传统方法及其缺点,介绍了电缆故障探测的新方法,对中性点在不同接地方式下产生单相接地故障进行了仿真分析,利用Bd小波对故障信号进行处理,并通过算例证明了该方法具有很高的测距精度.     

接地不良缺陷对高压XLPE电缆终端的影响

为了研究接地不良对高压交联聚乙烯(XLPE)电缆终端的影响,通过ANSYS有限元分析软件建立电缆终端仿真模型以及在实验室环境下进行实物模拟实验,从高压XLPE电缆终端的电参数计算、温度场分析以及化学产物三方面,对接地不良缺陷给高压XLPE电缆终端造成的影响进行了研究,仿真及实物模拟实验结果均表明接地不良会导致高压XLPE电缆终端严重发热。研究结论说明终端接地不良将导致电压悬浮、流经绝缘屏蔽电流过大、温度异常升高,并会相伴产生金属氧化物、羧酸盐等多种化合物,对电缆安全运行造成严重影响。     

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.     

基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法

在配电网中性点不接地及经消弧线圈接地系统中,针对传统接地故障选相方法未考虑泄漏电阻及三相不对称情况导致过渡电阻较高时选相错误的问题,论文提出了基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法,考虑线路泄漏电阻及三相不对称参数,分析了故障相电压和故障前后中性点电压变化量的相位差与消弧线圈补偿状态及线路参数的内在联系,得出了接地故障选相判据,最后提出了配电网接地故障选相方法实现方案。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建配电网接地故障模型,仿真结果表明在不同过渡电阻及消弧线圈不同补偿状态下判据均适用,验证了所提方法的可行性。     

从一起电缆故障谈高压电缆金属护套接地的重要性

对高压电缆金属护套的接地方式进行了阐述,并通过对一起电缆护套接地故障的原因分析,强调金属护套接地的重要性。     

一种线路避雷器隐患查找用高压直流恒流源研制

现有的10 kV配电网避雷器隐患查找易受接地电流大小影响且无法有效识别。针对避雷器隐患定位困难的问题,着眼于直流信号对电缆电容电流的屏蔽能力和避雷器温升变化特点,研制出一种应用于配电网线路无间隙避雷器隐患查找的高压直流恒流源。利用交流斩控调压电路的规律与漏磁变压器稳定电流特性,同时采用霍尔传感器对信号进行检测并有效屏蔽磁场。结合避雷器温升与直流电流关系的试验结果,根据故障点两侧故障电流方向关系,实现避雷器隐患查找。通过PSCAD仿真及现场实际故障数据表明:基于高压直流恒流源产生直流信号注入线路,红外升温明显,且不受避雷器隐患程度干扰,提高了避雷器隐患查找的鲁棒性和准确性。     

基于时间反演技术的电力电缆单相接地故障测距方法

提出了一种基于时间反演技术的电力电缆单相接地故障测距新方法,当电力电缆发生单相接地故障时,利用电压波动方程时间反演的对称性,将在线路终端采集到的时域电压波反演成等效电流行波并传回输电线路,计算出各假定故障点的电流能量值,根据时间反演的时间-空间同步聚焦特性,确定故障点到线路终端的距离。Matlab仿真验证表明,该方法能够准确有效地实现电力电缆单相接地的故障测距,不但适用于不同过渡电阻的接地故障,而且具有收敛速度快,测距精度高等优点。