海上风电单芯海缆接地环流影响因素分析

单芯海缆在生产、施工方面相对于三芯海缆更具优势,但是其接地环流异常引起的海缆故障频繁发生。单芯海缆接地环流运行机理及检测策略有待深入研究。建立了基于阻抗矩阵的单芯海缆数学模型,揭示了铠装电阻率、铠装层相对磁导率、接地电阻、短路电阻等因素对阻抗矩阵内参数和接地环流的影响规律。结合实际工程案例分析了海缆接地环流分配不均的机理,为海缆的运行状态评估及检修提供了参考依据。     

110kV单芯海缆铠装损耗试验研究

基于海洋输电实验基地,对110 kV单芯海缆铠装损耗进行了试验研究。试验验证了当线芯导体通过大电流时,铅护套及铠装上产生了感应电动势,并且在不同运行方式的损耗测试中证明了铅护套的屏蔽作用。最后通过对比试验,证明了铅包铠装回路串联电阻能减小海缆的损耗。     

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。     

单芯海缆不同铠装材质损耗的对比研究

分析了钢丝铠装及铝合金丝(非磁性)铠装海缆的损耗和温升差异。对两种铠装型式的海缆进行通流试验,并开展相关测试,包括海缆内部各层与线芯导体的互感值测试、铅包与铠装不同连接方式下的海缆损耗测试、铅包铠装并联接地点串入不同阻值电阻器时的海缆损耗测试、不同工况下海缆通过大电流时的稳态温升测试。基于大量实验数据,总结得出铝合金丝铠装海缆有利于降低海缆损耗和导体温度,提高海缆载流量。     

单芯高压电缆金属护套环流异常分析及对策

讨论了单芯高压电缆金属护套环流异常的危害、判断标准及异常原因,提出了防止对策。     

基于护套、铠装环流分配对载流量影响的海缆结构优化研究

海缆损耗发热是制约海缆载流量的关键因素,减小海缆损耗提高海缆载流量对提高海缆的可靠性和经济性意义重大。相对于陆缆,海缆多了一层铠装层,结构更加复杂,建立合理的分析模型至关重要。该文对比分析了几种电力电缆建模方式,考虑到海缆结构相对复杂的特点,建立了基于ATP-EMTP的海缆仿真模型。基于此模型,详细分析了铠装层材质对海缆环流的影响,并提出了镀锌钢丝+铜丝的优化方案,分析结果显示,此方案可有效减小涡流损耗的同时大大降低环流损耗,从而提高了海缆的载流量。另外,基于所得到的环流分流特性,提出并验证了进一步减小环流损耗的思路,探讨了可能出现的问题和改善措施。     

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.     

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。     

单芯XLPE电缆分布参数的研究与计算

针对电力电缆分布参数的计算方法,分别对ATP/EMTP中的LCC模块、Carson-Clem公式以及Matlab中的power_cableparam函数3种计算电缆分布参数的方法进行了分析和比较,并以算例验检了3种方法的计算结果。结果表明,3种方法在导纳矩阵的计算上使用了相同的算式,计算结果也非常接近;而对阻抗矩阵的计算上,LCC模块与power_cableparam函数的计算结果非常接近,而Carson-Clem公式在计算同一相电缆的线芯和金属护层的互阻抗时计算结果偏大。在3种计算方法中,LCC和power_cableparam在准确性方面是一致的,但power_cableparam只能计算等间距布置的无铠装层电力电缆。因此,应该优先选择power_cableparam计算电缆的分布参数,在power_cableparam不能满足要求时,则应该选用LCC来计算电缆的分布参数。     

基于等效阻抗的逆变器并联与环流抑制研究

低压孤岛微电网系统中,由于线路呈阻性,应用传统下垂控制往往存在功率耦合,当含有本地负荷时传统控制策略更加难以实现功率均分以及环流抑制.对此,此处提出了一种等效虚拟阻抗的逆变器并联控制策略以降低线路阻抗和本地负载不相等时引起的无功功率均分误差.首先分析环流和功率特性,得出端电压和线路阻抗与无功功率和环流之间的关系,基于等...     

基于节点阻抗矩阵的潮流断面实时监控方法研究及应用

基于分布系数法的电磁环网潮流控制方法已在南方电网全面推广,但该方法未充分考虑发电机出力、负荷、网架结构和线路参数变化时对分布系数的影响。利用节点阻抗矩阵作为数学模型,推导出分布系数与电力系统网架结构和线路参数有关,而不受发电机出力或负荷变化影响,并以某个500kV/220kV电磁环网进行了实例验证。利用分布系数的特性,提出了基于新电网运行控制系统(OCS)进行广西电网潮流断面实时监控的方法。最后选取广西电网的一个潮流断面进行分析,结果表明该潮流断面实时监控方法能够自动适应网架结构和参数变化,可在确保电网安全稳定的情况下增加潮流断面的输送能力。     

空心电力电抗器的磁场研究与环流计算

计算了空心电抗器绕组间的环流损耗,并对计算结果进行了分析和比较。     

基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及环流计算

为了有效地解决多绕组变压器建模复杂、复合短路阻抗计算时间长及多并联绕组间环流计算难等问题,结合由自感和互感描述的变压器等效电路模型,提出了一种基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗及多并联绕组间环流的求解方法。该方法通过等效单匝电感矩阵求解出所有两两绕组间的短路阻抗,并结合复合短路阻抗的定义和端口条件,在Matlab软件中编写相应的通用计算程序,可一次性求解出任一所需的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流大小。最后,以某一实际12绕组变压器为例,采用所提方法对复合短路阻抗和环流进行了计算,并与试验结果进行了对比分析,结果表明,该方法能够准确地计算出各种短路工况条件下的复合短路阻抗及多并联绕组间的环流情况,可以满足工程设计的要求。     

不同数值建模方法对风电海缆拉伸力学性能分析的敏感性研究北大核心CSCD

风电海缆是浮式风电系统中的关键输电装备,其在复杂的海洋环境中易受到较大拉伸载荷的破坏,导致整个风电系统无法正常工作。为了保证风电海缆系统正常运行,需要研究风电海缆的拉伸力学性能。由于风电海缆结构的复杂性,目前多依托于数值模拟方法开展相关研究,但是不同数值模拟方法对拉伸力学行为分析结果有着明显的影响。文中首先给出风电海缆力学模型的拉伸刚度理论计算方法,然后,通过合理的简化构建了基于梁单元和基于实体单元两种不同的数值建模方法对风电海缆的拉伸力学性能进行求解。最后将理论建模方法和两种不同数值建模方法相对比,研究不同数值建模方法对风电海缆拉伸力学性能分析结果的敏感性,进而为实际工程提供一定的参考意义。     

单芯海底电缆金属护层及铠装层环流的数值分析与计算*

为保障机械强度,海底电缆一般都装设金属铠装层,因此海底电缆环流包括金属护套和铠装层环流。而海底电缆环流会加快绝缘老化,并降低线芯载流量。为此,针对两端互联接地、中间分段短接的三相单芯海底电缆系统,建立了海底电缆环流计算模型,并根据电磁场理论对海底电缆电感参数进行了分析,据此计算了不同负荷电流下的海底电缆金属护层和铠装层环流。计算结果表明,线芯电流增大时,金属护套和铠装层环流随之增大,且环流和线芯电流成正比例变化规律。     

并网逆变器环流抑制方法研究

逆变器并联是增大可再生能源发电容量的重要手段,共直流母线运行使得系统成本和体积降低,但也因此构成了两个逆变器模块的环流通路,需对并联系统采取环流抑制措施。此处针对LCL滤波的空间矢量脉宽调制(SVPWM)逆变器并联系统,分析了并联系统中环流的平均模型,针对给定电流相等与给定电流不相等两种情况提出不同的环流抑制策略。当给定电流相等时,提出一种简单易行的共调制信号的控制策略;当给定电流不相等时,采用改进的零矢量占空比修正策略抑制零序环流。通过仿真和实验验证了两种情况下环流抑制策略的有效性。     

有环流网络的输电线路成本快速分摊方法研究

潮流跟踪是分摊输电服务成本的重要方法之一．采用基于有向通路的改进方法进行潮流跟踪,可以快速得出每台发电机和每个负荷对指定线路的潮流贡献程度。并在此基础上对输电服务的综合成本进行分摊。该方法基于按比例分摊的原理,对出现环流的线路进行递归搜索,利用环流修正因子计算有环流线路上的各个元件对环流的贡献程度。该方法计算简单,可操作性强。以6节点系统为例,验证了该方法的合理性。     

基于不同步两端采样数据的线路分布参数计算方法

准确的线路参数是进行电力系统分析计算的基础。目前的线路参数计算方法通常是基于两端数据同步的,而实际中采用录波器记录的两端数据存在采样不同步问题。对此,提出一种基于不同步两端采样数据的参数计算方法,其由于消除了不同步角对参数计算的影响,故可准确计算正序及零序分布参数。通过仿真计算,发现该方法的确不受故障类型及不同步角的影响,能准确计算正序及零序分布参数,从而证明了该方法的有效性。     

基于不平衡量的变压器三角绕组环流计算方法

对于星形/三角形(Y/△)接线变压器,若能求取三角绕组环流并补偿原方绕组电流,将提高涌流识别方法的准确性。三角绕组环流实质上是为了“抵消”原方绕组暂态不平衡量而自发产生的不平衡电流,以避免不平衡量传至另一侧系统。目前三角绕组环流计算方法尚在多方面不足。通过推导变压器回路方程得到了三角绕组环流与原方绕组不平衡量(零模电流、零模电压、中性点电压)之间的映射关系,提出了基于不平衡量的三角绕组环流计算方法。针对各侧漏感难以测量问题,根据不饱和时原方电流和环流相抵消的特点,提出了基于不饱和相电流区间识别的参数获取方法。以上方法仅需要测量原方绕组不平衡量,与接地方式无关,不要求系统电压平衡,适用性强,可靠性高。仿真和动模试验结果验证了方法的正确性和有效性。     

三相并网变流器并联系统中载波不一致的环流抑制方法

在分析环流产生原因的基础上,研究了由载波不同步所引起的高频环流问题,建立了一个载波周期内的环流的数学模型,提出了根据一个开关周期内高频环流的变化特性实现载波同步的方法,将高频环流的幅值限定在一定范围内。最后通过搭建变流器并联运行平台进行相关对比实验,验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。