基于PSCAD的高速动车组升弓浪涌过电压仿真分析

高速动车组(EMU)升弓瞬间产生的车体浪涌过电压,会严重影响车载电气设备的安全运行,干扰列车控制设备的数据采集与传输。为了掌握现有连接方式下升弓浪涌过电压的特点,以某型车为例,利用PSCAD/EMTDC软件建立包括接触网电源、高压电缆、车体及接地系统的等效模型。仿真研究了升弓瞬间受电弓弓头过电压和车体过电压的传播特点,探究了电缆长度、接触网电源等值参数及其电压相位对过电压的影响。结果表明:升弓时受电弓弓头过电压幅值可达60~70 kV,振荡衰减时间在25μs左右,振荡频率一般在0.86~1.74 MHz之间;车体过电压幅值在不同车体之间向前传播过程中逐渐减小,其中最大幅值为3号车车顶与车底之间,可达到7.02 kV。研究结果表明,升弓浪涌过电压受电缆长度、接触网电源等值参数及其电压相位的影响较大。     

27. 5 kV 电缆金属护层雷击特性的建模与仿真

基于行波理论,通过仿真计算不同分段情况下27.5 kV电缆分布式参数等效模型上雷电流波传播的速度,对比验证模型的准确性。通过理论计算确定金属护层装设护层保护器的必要性和护层保护器装设在首端的合理性。在此基础上,采用仿真软件研究雷电流波经接触网入侵电缆线芯时电缆长度、金属护层末端接地电阻和线芯末端阻抗对金属护层雷击感应电压的影响。结果表明,长度约为800 m的电缆其金属护层雷击感应电压最大值的平均值最小;接地电阻在2.5～3Ω内时,电缆金属护层雷击感应电压最大值的平均值最小,且均低于25 kV,当接地电阻超过5Ω时,外护套冲击耐受电压小于电缆金属护层雷击感应电压最大值,可导致外护套击穿;当接有较大容性阻抗或电缆末端短路,外护套冲击耐受电压远小于金属护层雷击感应电压,而接有较大感性阻抗或电缆末端开路时,金属护层雷击感应电压低于外护套冲击耐受电压。     

500 kV交流海底电缆金属护层冲击感应电压研究

属护层冲击感应电压是高电压、大长度海底电缆安全运行的重要控制条件。采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,建立了海底电缆金属护层冲击感应电压仿真模型,对电缆长度、侵入波波形、电缆结构参数等对护层冲击感应电压的影响进行了计算分析,并研究分析了金属护层与铠装层分段短接和采用半导电外护套两种方式对限制金属护层冲击感应电压的作用,研究表明：电缆长度、侵入波波形和电缆结构参数对金属护层冲击感应电压有较大的影响;金属护层冲击感应电压随着分段短接点的个数和外护套电导率的增加而减小。     

多回路电缆布置优化的研究

为降低城市多回路电缆平行敷设工程的造价,可采用改变各回路电缆相序的方式来降低电缆金属护层上的感应电压。为此,通过感应电压计算和矢量分析法,分析了多回路高压电缆线路变化布置方式对电缆金属护层感应电压的影响,结果表明:减小同一回路三相电缆的相间距离或增大不同回路电缆之间的回路距离,可以降低多回路平行敷设电缆金属护层的感应电压值;多回路电缆线路的布置中,不同的相序排列组合对电缆金属护层的感应电压值有明显影响。因此,在敷设多回路电缆时,应兼顾有利于电缆散热和降低电缆金属护层感应电压值两方面,确定电缆之间的距离。     

牵引电缆金属护层的雷击感应电压

基于牵引电缆结构分析了电缆金属护层感应电压产生机理,探讨了雷电流对于金属护层对地电压的影响。在此基础上,利用电磁暂态仿真软件构建了牵引供电系统、牵引电缆以及雷电流模型,仿真分析了AT供电方式下避雷器接地和牵引电缆接地对雷击感应电压的影响。结果表明,当避雷器的接地电阻小于5Ω并且电缆在靠近接触网一端安装护层保护器时,电缆金属护层的雷击感应电压低于外护套冲击耐受电压。     

动车组升降弓过电压及抑制措施仿真分析

动车组在过分相、降弓等工况下均可产生过电压问题,针对动车组在站内升降弓过程中出现的过电压现象,文中应用MATLAB搭建受电弓升降等效电路,建立电磁式电压互感器的仿真模型;结合仿真和理论分析指出电压互感器在受电弓下降过程中发生低频铁磁振荡;升弓过程是电源电压稳态分量和回路自身高频振荡暂态分量的叠加产生过电压。对比升降弓的仿真结果可知升降弓会给电压互感器带来不同的危害。文中提出在动车组降弓时,切除高压电缆可以有效地降低电压互感器的励磁电流。     

大段长高压电缆护层保护器暂态特性分析与参数优化设计

大段长高压电缆在运行时会产生过高的护层感应电压,这对电缆护层保护器的过电压防护特性提出了更高要求,因此需要针对大段长电缆护层保护器暂态特性进行分析研究。基于PSCAD仿真软件,建立了典型220 kV高压电缆线路仿真模型,得出了在短路过电压和雷击过电压情况下,高压电缆长度对护层感应电压暂态特性的影响。通过绝缘配合与能量保护相结合的方式,得到了保护器参数取值范围及电缆线路短路电流与长度的适配曲线,提出了护层保护器参数优化设计的具体方法,并进行了试验测试。测试结果表明:当电缆线路出现短路故障时,随着电缆长度的增加,护层感应电压先线性增长,随后在保护器残压阈值的限制作用下逐渐趋于"饱和"状态,现有保护器能量吸收能力难以满足大段长电缆需求;改进后的护层保护器能量吸收能力显著提升,20 k A短路电流时允许的电缆长度大幅提高,满足大段长高压电缆线路安全运行的要求。     

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     

超高压长距离大截面电缆的护层感应电压

结合上海电网电缆工程的应用实例,对超高压、长距离、大截面电缆护层感应电压进行了计算及分析,探讨了当电缆线路较长、通电电流较大时,电缆金属护套上感应电压限制值标准对电缆截面选型及电缆长度分段较长的影响,提出了提高金属护套感应电压限制值是可行的观点,以及限制值提高后相应需注意的问题。     

动车组自动断电过分相车体瞬态过电压优化研究

高速动车组车载自动断电过分相时,瞬态电压会通过车顶高压电缆缆芯与屏蔽层间的耦合注入各节车体,合理的保护接地方式可快速泄放车体瞬态电压,保证各车体电位相等.基于此,介绍了动车组过分相的暂态过程,运用MATLAB/Simulink建立了各暂态过程的等效电路模型,经过仿真分析接地电感与电容对车体瞬态电压的影响规律,提出了并联电容器的保护接地方案,对动车组高效运行具有一定参考价值与指导意义.     

绝缘单芯电缆金属护层接地分析

高压单芯电缆运行过程中会在金属护层产生感应电压及环流,如果电压及环流过大将会影响到电缆线路的安全运行,本文以110 kV陆家垄电缆线路工程为例,分析电缆金属护层的合理接地方式,同时提出了电缆施工及运行过程中电缆金属护层接地故障及防范措施.     

多回路单芯电缆金属护层感应电压的简单计算

高压自容式充油单芯电缆作为输电线路,已经有了半个世纪的运行经验。为了能输送更多的电力,已经传统地采用了金属护层单点互联接地或交叉互联接地方式,这就形成了金属护层的感应电压。由于电缆线路的设计受金属护层感应电压的影响,同时感应电压又提供了选择护层保护器参数的依据,因此这是历来电缆工作者所关心的事。传统的理论计算公式,在工程上使用很不方便,往往是具体线路的排列和理论算式排列不一定相同,且算式也较复杂。本文主要介绍简捷算式,它是     

基于护层电流的高压电缆故障在线监测和诊断

长距离大容量的高压电缆采用金属护层交叉互联的方式来抵消金属护层中的感应电压,金属护层的交叉互联给在线监测和诊断带来了新的挑战和契机。为此,提出了基于护层电流分析的高压电缆故障在线监测和诊断方法,为高压电缆线路常发生的外力破坏和接地箱进水等问题提前预警。首先,建立了交叉互联电缆系统的护层电流等值电路模型;然后,对交叉互联电缆系统中3个典型的护层故障进行了仿真。通过在某电缆隧道中安装的在线监测装置收集了2015-01—2016-01实测数据,对比仿真结果误差不超过5%,验证了模型的正确性。另外,仿真结果表明故障情况下高压交叉互联电缆护层电流与正常情况下对比有很大差异,且不同故障情况之间对比护层电流也不尽相同。基于以上研究,通过仿真结果建立了不同类型和位置几种典型电缆故障的诊断阈值。因此,根据各电缆接头处所测量的护层电流之间的大小比较可以对不同类型的故障和位置进行诊断。     

金属护层感应电压限值提高后的电缆应用探讨

GB217—2007《电力工程电缆设计规范》2007版对单芯高压电缆金属护层感应电压限值从100V提高至300V。从理论和实践两个方面分析了感应电压限值提高的合理性和对工程应用的影响,并提出了电缆金属护层保护器和电缆制造、装盘、运输等方面的对策。     

芙蓉变电缆出线交叉互联护套感应电压的分析计算

1 概述高压电缆线路运行时,在金属护套上产生感应电压,感应电压过高将会击穿绝缘。按国标GB50217—94规定,交流单相电力电缆的金属护层必须直接接地,且在金属护层上任一点非接地处的正常感应电压,在未采取不能任意接触金属护层的安全措施时,不得大于50V,除此情况外,不得大于100V。为     

高压单芯电缆接地系统破坏后的悬浮电压分析

高压单芯电缆的接地系统一旦被破坏,在其电缆金属护层上会产生高值悬浮电压而引发严重后果.介绍了电缆金属护层悬浮电压的计算方法,并分析计算了运行中110 kV单芯电缆金属护层两端不接地时的悬浮电压值,讨论了影响悬浮电压的主要因素及其危害性,提出了解决电缆金属护层悬浮电压的相关措施.     

110kV电力电缆护层电压仿真与补偿研究

针对城市施工改造引起的高压电缆不对称敷设,从而导致电缆末端护层感应电压过大的问题,提出一种基于电感补偿的电缆护层感应电压补偿方法。首先对单回路与双回路敷设的电缆护层感应电压进行理论推导,得出在对称及非对称敷设条件下各相护层感应电压值;然后介绍电感补偿法的原理,并通过PSCAD/EMTDC软件对单、双回路电缆护层感应电压进行仿真分析,对比补偿前后的护层感应电压,证明了电感补偿技术的可行性;最后制作样机对南京两地区已敷电缆进行现场测试以验证仿真数据的合理性,经过比较发现二者有较好的吻合性。研究结果表明,补偿效果与补偿线圈匝数成正比关系;在不产生过补偿的情况下,气隙长度越短,补偿效果越好。     

压单芯电缆单点接地方式的探讨

高压单芯电缆在工程实践中,往往因为客观条件的限制,需采用金属护层单点接地方式。因此,需对电缆金属护层正常运行及接地短路时的护层感应电压进行分析计算,并针对云南特殊的环境要求,提出相应的处理意见和建议。     

110kV国桥线电缆接头故障分析及处理

为了查找110 kV国桥线电缆接头故障原因,从故障电缆接头安装工艺、交叉互联系统的连接和工程验收、运行管理等方面进行了深入分析。确定了故障原因由电缆金属护层连接错误和接头铜套与电缆铝套电气连接不良两个因素组成。对金属护层的连接错误进行了整改,强调了选择合理的接头安装工艺、加强施工质量管理及加强金属护层感应电压和环流监测的重要性。     

考虑金属护层耦合的高压电缆单相接地故障定位方法

针对电缆导芯和金属护层之间存在电磁耦合影响故障定位准确精度的问题,提出一种考虑金属护层耦合的高压电缆故障定位方法.该方法通过双τ分布参数模型建立电缆导芯和金属护层耦合关系,利用首末端的电气量,进而确定电缆导芯分布电压的表达式.然后以首末端分别计算的故障点导芯电压瞬时值差值来构造定位判据,同时对不良数据进行有效剔除,采用...