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。     

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。     

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。     

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。     

多回路高压电缆金属护套环流计算研究与分析

当高压电缆接地方式不正确,金属护套发生破损或电缆屏蔽层发生断裂破损时,电缆护套环流均会产生变化,因此电缆护套环流可作为判别电缆是否正常运行的重要检测项之一,现实中高压电缆多采用多回电缆并列敷设,使得长距离、多回路的单芯高压电缆线路护套环流问题更加复杂。根据多回路电缆护套环流的模型,设计出一种可计算多回路任意排列电缆的护套环流计算软件,并结合现场实验案例验证了软件的可靠性,同时通过软件计算得出理想的电缆排列方式,为未来电缆敷设提供一定的依据。     

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。     

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。     

一起35kV高压电力电缆安装缺陷的分析和处理

通过对一起35kV高压电缆安装缺陷的分析和处理,用矢量法分析讨论了电缆线路敷设、安装过程中护套采用完整的交叉互联换位接地方式下,电缆金属护套中的感应电势和环流幅值变化,提出并实施科学的同轴电缆接线方式,快捷有效地降低感应电势和环流幅值,排除了运行故障。     

220kV高压单芯电力电缆金属护套环流分析

根据单芯XLPE电力电缆金属护套环流计算模型,编写C++程序,计算了交叉互联单元内三段电缆布置方式和段长不一致时的金属护套环流,并将计算结果与现场测试结果进行比较分析。根据计算和现场测试结果,一个交叉互联单元内三段电缆的段长和布置方式不一致对金属护套环流有影响,当电缆采用直角三角形和水平布置方式时影响尤为严重。为减小金属护套环流,高压单芯电缆应尽可能采用正三角形布置方式且保证三段电缆布置方式一致,段长尽量相等。     

直埋集群敷设配电缆的载流量多回路修正系数校核

配电网中电缆线路多、负荷重,集聚敷设十分常见。为了计算电缆集聚敷设载流量,开发了三芯电缆载流量计算软件。通过软件计算和现场试验,研究并校核了直埋敷设多回路修正系数。结果显示,单回路和四回路载流量试验结果与计算值吻合,验证了理论计算的正确性。多回路修正系数研究还表明,目前正在使用的直埋敷设多回路10 kV三芯电缆载流量修正系数偏大,不利于配电电缆线路的安全运行,建议采用所提出的直埋集聚敷设多回路修正系数推荐值对其进行修正。     

基于迭代算法的220kV麒天甲乙线单芯电缆载流量分析

鉴于IEC 60287系列标准中的电缆载流量计算方法(以下简称IEC 60287算法)较保守和精确度不高,提出采用精确度和适用范围均比IEC 60287算法优越的迭代算法进行电缆载流量计算.利用广东电网公司重点科技项目——电缆载流量研究的土壤温度推荐值,以迭代算法对220 kV麒天甲乙线进行全路径电缆载流量分析,对所有...     

110 kV单芯电缆金属护套环流计算与试验研究

为研究交联聚乙烯单芯电缆的护套环流,建立了计算单芯电缆金属护套两端互联直接接地以及交叉互联两端接地时环流的数学模型,编写VB程序进行了计算。在实际电缆线路上的试验结果与计算值相差不大,验证了编程计算的正确性。讨论了各种因素对护套环流的影响后提出了串入电阻以有效降低环流的思路。     

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。     

A study of zero-sequence current induced in a cable system

Large zero-sequence currents found in an actual crossbonded cable system led to a study of their causes and a solution to the problem. Measured values were compared to calculated results by the BPA-EMTP circuit analysis program. It was found that the zero-sequence currents were circulating between different circuits in the cable system and that they were being generated by the induction between phases in the same cable route. It was determined that the zero-sequence currents could be greatly reduced in a twin circuit (six phases) by symmetrical configuration of the cables. However, in a four-circuit system, no significant reduction could be achieved even by the symmetrical configuration     

Analysis of ground fault current distribution along nonuniform multi-section lines

In case of a substation supplied by a combined overhead-cable line, most of the ground fault current flows through the cable sheaths and discharges into the soil surrounding the point of discontinuity, where cables are connected to the overhead line. In the paper a new method is presented for computing the ground fault current distribution in case of feeding line consisting of two or more different sections, i.e. part overhead and part underground cable. Besides the calculation of the earth current at the fault location, the leakage current at the transit/transition stations as well as at the overhead line towers can be evaluated, in order to ensure proper safety conditions. Based on the two-port theory, the method allows to take into account all the relevant conductively and inductively coupled parameters which take part to the fault current distribution. A computer program based on the proposed method has been developed and some application examples are reported.     

Effects of the metal sheathed cables upon the performances of thedistribution substations grounding systems

A model for the analysis of the performances of the grounding systems of distribution substations in underground cable networks with uncoated metal sheathed cables is suggested. The model derived is utilized to analyze the effects of cable sheaths on the ground fault current distribution, on the potentials transferred to the consumers' substations, and on the touch- and step-voltages that could appear in the cable network area fed from the source substation. Several typical cases are studied, and some general diagrams for assessing the effects of cables on the main grounding system performances are displayed. The proposed model takes into account mutual interaction among cable sheaths and substation ground electrode elements through the soil and the voltage drops along the cable sheaths. The analysis of the typical cases has shown that the metal sheathed cables might considerably affect the grounding system parameters and that, therefore, they must be properly taken into consideration     

预埋管内填充导热介质提高电缆载流量

采用场路结合算法,编制了电缆排管敷设温度场和载流量通用计算程序。程序计算结果与模拟试验以及现场试验结果吻合。结果表明,单回路电缆填充导热介质可提高载流量约5%~6%,在回路流过等电流时降低缆芯温度6~7℃。多回路电缆由于电缆间的互热效应,填充导热介质对提高载流量的效果显著减小。     

Multiconductor analysis of underground power transmission systems: EHV AC cables

It is widely ascertained that the multiconductor analysis is a powerful tool which can solve any structurally complex circuit (e.g., high-speed railway supply system, gas insulated lines, etc.). Moreover, this method can be also used as an in-depth analysis of the electric networks after the power-flow studies when they introduce simplifying hypotheses especially in the presence of asymmetry. In this paper, the multiconductor cell analysis has been applied to AC underground cable lines (UGC). This multiconductor procedure based on the use of admittance matrices, which account for the line cells (with earth return currents), different types of sheath bonding, possible multiple circuits, allows predicting the steady-state (and faulty) regime of any cable system. The method calculates the proportion and behavior of the phase currents carried by each parallel conductor, the circulating current in the sheath of each cable and the stray current in the earth. Moreover, some comparisons have been made with traditional programs showing the great accuracy of multiconductor cell model.