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。     

高压电缆护层交叉互联时的行波故障测距

为研究采用三相护层交叉互联方式的高压电缆线路的行波测距方法,讨论了裸露高压电缆(电缆沟或隧道敷设)的相量参数和模量参数的计算方法。通过分析模量参数的特征,将电缆中的模量分为内模量和外模量,分别计算了直埋电缆和裸露电缆的内、外模量波速,计算表明裸露电缆的外模量波速高于内模量。电缆护层交叉互联时,内、外模量会因行波折反射而相互转化,波速较快的外模量会对内模量波头造成干扰,给裸露电缆的双端行波测距造成影响。理论分析和数值计算表明,采用三相芯线电流之和作为行波测距信号,可有效消除外模量干扰,大大加强内模量波头特征,有利于提高行波测距准确度。     

交叉互联高压电缆护层保护器故障对同回路两端护层电流相量差的影响

高压电缆护层保护器故障对同护层回路两端护层电流相量差的影响规律是制定护层接地故障判据的理论基础。为识别护层保护器故障,在器件级别构建了电容和非线性电阻并联的护层保护器故障等效电路,在系统级别构建了三相9段交叉互联电缆在护层保护器正常和故障时的数学物理模型,推导了护层保护器故障阻抗与同护层回路两端直接接地点护层电流相量差的传递函数。以110 kV电缆为仿真案例,结果表明：同回路两端护层电流相量差既可以区分正常和故障状态,又可以区分不同位置护层保护器金属性接地故障;护层电流相量差相角对金属性接地和低阻接地敏感,同回路首端和末端护层保护器发生100Ω接地故障时,护层电流相量差相角偏差范围分别为17.9°～24.9°和33.4°～51.1°;216Ω接地故障时护层电流相量差相角偏差范围分别为9.4°～13.6°和12.4°～17.5°。护层电流相量差受电缆3小段不等长和相电流影响显著,受地阻抗和相电压波动影响不显著。     

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。     

基于接地电流高压电缆交叉互联故障分析

为降低高压电缆金属护套感应电压,通常在电缆交叉互联箱内将高压电缆金属护套进行交叉互联。但是由于电缆铺设环境的复杂性,交叉互联箱会出现受潮、进水、外力破坏等诸多情形,导致高压电缆金属护套出现交叉互联故障,给整个系统的安全运行埋下隐患。文章针对110k V XLPE高压电缆的交叉互联故障进行分析,利用ATP-EMTP电磁暂态软件进行建模和仿真,分析总结出不同故障下的接地电流变化特点,为高压电缆的故障检测提供理论依据。     

高压电缆交叉互联金属护套环流影响因素分析及解决方法

介绍了高压电缆线路采用金属护套交叉互联电缆本体不换位方式设计时金属护套接地环流的现状,以及国家电网公司和南方电网公司对于接地环流的技术要求。提出了接地环流产生的原理,结合部分电力公司的实际案例,指出了接地环流可能对高压电缆线路产生的潜在危害,分析了影响接地环流的若干因素,给出了在相应影响因素下接地环流值及负荷占比。针对影响环流的因素,提出了有效的解决措施和方法,为高压电缆线路使用交叉互联设计以及改造提供了技术支持。     

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。     

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。     

高压电缆故障测距及定位方法

介绍了高压电力电缆故障的各种类型及其预定位和精确定位的方法,特别是对于护层故障的一种新的、更有效的测试方法。     

基于双端故障信息的高压电缆-架空线混合线路故障测距方法

提出了一种基于双端故障信息的高压混合线路测距算法,利用输电线路首、末端电压、电流工频量分段递推,通过搜索两端线路沿线电压曲线的交点来确定故障点位置,并讨论了伪根的鉴别方法,进而针对双端数据不同步、不同采样频率、不同过渡电阻等各种情况进行了全面的仿真计算。仿真结果表明,该方法测距精度高,且不要求线路两端数据同步,不受线路两端系统阻抗和故障点过渡电阻的影响,具备较高的实用价值。     

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。     

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...     

交叉互联电缆对故障工频电流的影响研究

探讨了交叉互联方式下不同电缆段故障电缆末端接地方式对工频故障电流方向的影响,利用ATP仿真建模,研究了三芯电缆在不同交叉互联段时故障电流方向和大小,并将ATP仿真数据进行归纳得出了直接接地和经过渡阻抗接地时电缆的故障电流方向和大小判定规律。利用此类故障规律,可实现不同种类的电缆段的故障监测,从而合理配置电缆段故障监测装置,实现电缆关键部位的故障精确定位,减少不必要的因电缆故障造成的停电时间。     

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。     

一交叉互联高压电缆绝缘故障的理论及仿真分析

笔者探讨了一起110 kV交叉互联电缆外护套及主绝缘烧损击穿事故的原因,计算和仿真了电缆在两种极端情况下金属护套的悬浮电位和电缆胶皮外护套悬浮电位之间的电位差,并根据事故电缆的实际状况给出了故障起因。结果表明:电缆金属护套只要形成中性点连接,即使在不接地的情况下其悬浮电位依然很低;在电缆金属护套和胶皮外护套石墨层均不接地的情况下,金属护套和石墨层悬浮电位接近运行电压,但此时电缆胶皮外护套承担的电压差仅几百伏,此种情况不会对电缆运行造成危害;文中分析过程为进一步深入理解电缆故障起因提供了新认识。     

高压电缆外护套故障测距误差分析及改进措施

为了提高直流电阻法故障测距的抗干扰能力和测距精度,分析了直流电阻法高压电缆外护套故障测距误差产生的原因,给出了减小故障测距误差的改进措施。从原理入手分析了直流电阻法故障测距的误差源,推导了电压测量和电流测量函数表达式以及故障测距结果函数表达式,在此基础上分析了大地杂散电流等干扰对电压测量和电流测量的影响,分析了直流电阻法故障测距过程中误差传递与合成的规律,论证了故障测距误差因子与测量电路元件参数、干扰信号频率、压频转换器计数时间以及注入直流测量电流的关系,针对误差分析结果,给出了减小故障测距误差的改进措施。计算和实验结果验证了改进措施的有效性。     

主网电缆故障交叉互联系统灭弧接地装置

文章介绍了主网电缆故障交叉互联系统灭弧接地装置的作用和组成,并简要叙述了其设计基础和依据。对国内城市电缆网交叉互联系统的带电检修有很强的借鉴作用。     

高压单芯电缆金属护套回路缺陷感应电压的仿真研究

高压电缆附件发生故障时会造成金属护套感应电压的突变,当感应电压过高时,不仅易诱发电缆绝缘击穿,影响电缆的安全稳定运行,还会威胁人员安全。为此采用PSCAD建立了高压单芯电缆的仿真模型,针对单端接地和交叉互联接地两种接地方式及相应附件故障引起的金属护套回路缺陷,对电缆金属护套的对地感应电压进行了仿真计算。结果表明：电缆附件缺陷导致金属护套回路拓扑发生改变是引起金属护套感应电压改变的直接原因,金属护套失去有效接地后的感应电压会远高于正常时的感应电压。对于单端接地方式的电缆,金属护套回路新增对地支路引起的感应电压超出了国标规定的安全运行电压范围。对于交叉互联接地方式的电缆,金属护套开路缺陷引起的感应电压较小,不会威胁电缆的安全运行。该研究结果可为优化电缆接地方式及保障电缆运维安全起到参考作用,为电缆附件故障识别提供帮助。     

基于时频分量相关分析的高压电缆双端行波测距

高压电缆行波测距需解决2个关键问题:确定行波到达时刻和选取行波波速。由于线路存在损耗且参数随频率变化,导致行波在传播过程中存在波形畸变,不易确定行波到达时刻;另外由于不同频段的波速不同,因此不易选取一个固定的行波波速。针对以上问题,利用正交小波的频段剖分功能和适合表征暂态信号的特点,将暂态行波信号分解成多个频段内的时频分量信号。在各个频段,线路的衰减系数和波速都可近似为常数,因此各频段两侧的时频分量波形相似。用相关分析方法在各个频段确定两侧行波时频分量的时间差,结合各个频段内的波速,即可得出精确的双端行波故障测距结果。用EMTDC仿真对该方法进行了实验验证。     

基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法

电缆大部分故障均与金属护层相关,仅考虑缆芯电气结构参数的模型无法实现护层相关的故障测距。为解决配电网电缆单相故障测距困难的问题,提出了基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法。以配电网单相故障零模等效网络作为辨识模型,将故障距离、过渡电阻、对地电容作为模型的未知参数,利用电缆单相接地故障后缆芯和护层中的暂态信息并结合故障状态网络和零模等效模型,建立时域测距方程作为参数辨识目标函数,用最小二乘算法进行最优参数求解,得到故障距离。ATP-EMTP仿真结果验证了所提方法的有效性,且测距精度高。