500 kV输电线路OPGW引下线弧光放电原因分析及防范措施研究

为分析500 kV输电线路光纤复合架空引下线对龙门架空气间隙击穿放电原因,结合空气间隙击穿原理,通过对放电点、接地网导通性及线路覆冰情况排查,发现光纤复合架空引下线覆冰,导致光纤复合架空引下线与龙门架之间的空气间隙不足,故障短路电流使光纤复合架空引下线产生高电压并对龙门架构架放电。最后提出新建工程引下光缆与杆塔或构架本体间距不小于50 mm,改造工程线夹之间新增长度不小于50 mm,电弧放电后应检查接地网完整性等防范措施。     

OPGW在门型架引下的安全隐患及防范措施

为了探讨OPGW在进站门型架引下线部分经常发生纤芯中断事故的内在原因,通过对典型案例的现场勘察和模拟间隙放电进行仿真试验,并应用过电压理论分析论证,得出当OPGW与门型架金属构件间隙足够少时,在雷电或电力系统过电压的作用下,将可能导致OPGW与门架金属构件之间放电,从而击穿熔断纤芯,造成通信中断事故。提出了OPGW在进站门型架的上、下端加装接地线,中间部分与金属构件进行有效绝缘,以确保电力系统通信安全畅通的防范措施。     

OPGW与普通地线构成的双地线系统中单相短路电流分流的计算

单相短路电流分布的准确计算对输电系统的安全有重要影响。文中说明了双侧消去法的特点,采用回路法对短路电流分布进行了量化计算和算例验证,将计算结果与双侧消去法的结果进行了比较,讨论了普通地线绝缘间隙不击穿情况下短路电流分布的变化。结果表明:回路法得到的短路电流分布与双侧消去法的结果一致,证明了采用回路法计算的结果是正确的;假定绝缘间隙不击穿时,相应线路段的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)要承受更大的电流,为实现OPGW与普通地线匹配,降低实际线路成本,绝缘间隙整定时,确保绝缘间隙击穿有重大的现实意义。     

OPGW分段绝缘单点接地对线路保护的影响

输电线路相关参数的准确性关系到继电保护装置的正确动作。高压输电线路OPGW、地线在故障电流感应电压作用下一旦击穿会造成OPGW、地线多点接地使线路零序参数发生变化,进而影响线路继电保护的准确、可靠动作。本文以某500kV输电线路为例,分析了线路OPGW、地线在故障电流感应电压作用下一旦击穿造成OPGW、地线多点接地后对线路继电保护的影响。发生接地短路故障时,线路零序电流会变小但变化的幅度较小;单相接地短路时,距离保护的测量阻抗模值和相角均减小,且模值减小不超过9%,再计及继电器、互感器误差等因素,距离保护性能将会受到较大影响。     

一起电网事故引发OPGW中断的原因分析

为了调查一起电网接地短路事故引发OPGW光纤断芯的原因,通过现场光纤损坏情况验证,结合工频接地短路瞬间过电压与放电间隙距离的理论分析,说明了在OPGW与金属构件的距离足够小时,电网工频接地短路瞬时产生的反击过电压,将通过金属的尖端对OPGW间隙放电,造成光纤中断.提出在设计、施工中应增加OPGW引下线与变电站门架接地点的防范措施,以确保OPGW在电力系统中安全稳定运行.     

进站OPGW门型架引下安全性研究

近年来,进站光纤复合架空地线(OPGW)引下线经常出现烧断的现象,引起了通信业务中断,进而危害了电网的安全。本文在分析OPGW进入变电站后各类故障及事故隐患的基础上,对进站OPGW门型架引下安全性进行了研究,对工频接地短路及雷电情况下进站OPGW的安全性进行了研究,提出了进站OPGW的塔上两点接地引下方法,全面分析解决了进站OPGW门型架引下的安全性问题。     

OPGW的热稳定性分析

OPGW(Composite Fiber Optic Overhead Ground Wire)又称为光纤架空复合地线，它是利用高压输电线路的一根地线(避雷线)复合组成OPGW来传输光信息。文中阐述了短路电流引起OPGW温升的机理，讨论了OPGW在发生接地故障时的温升和短路电流计算方法，建立了一种完整的计算方法。对OPGW的热稳定性进行了探讨，提出了降低OPGW中的短路电流与热容量的几种措施。     

OPGW地线系统故障电流分布的计算与讨论

故障电流的准确计算是光缆复合地线(Compound Optical Ground Wire,OPGW)系统热稳定校验的基础.文章基于相参数模型,以某实际工程为背景,定量讨论了OPGW地线系统中线路互阻抗、杆塔接地电阻、变电站接地电阻、地线空间布置等因素对故障电流分布的影响规律.结果表明,OPGW地线型号和线路之间的互感对线路短路电流分布的影响较大;而杆塔与变电站接地电阻对短路电流的分布影响较小.     

某超高压线路OPGW断股原因试验与分析

针对某现场运行的超高压线路OPGW频繁断股的问题,通过对该OPGW样品的理化性能、雷击性能、短路电流性能等的试验与分析,结合该线路运行情况,得出该OPGW断股由雷击造成,而该OPGW本身耐雷性能较差。     

OPGW光纤复合架空地线异常发热现场测量分析及仿真

针对光纤复合架空地线(optical fiber compositeoverhead ground wire,OPGW)在变电站构架连接处的异常发热问题,对其接地回路感应电流、电压进行现场实测,分析出异常发热原因是构架处OPGW主接地不良导致接地电流转移至耐张连接回路,且发热功率较大及较集中。据此进一步开展OPGW感应电流、发热功率的仿真研究,仿真与实测数据基本吻合。研究表明线路负荷电流、杆塔接地电阻以及OPGW与构架连接接触电阻对OPGW接地回路分流及发热功率存在不同程度的影响。     

OPGW和分流地线的选型研究

在OPGW的选型设计中,一般需要考虑输电线路发生接地短路故障时的最大短路电流在OPGW和分流地线之中的电流分配比列,并计算二者之间的电流分量。本文探讨短路电流分量计算的方法和短路电流持续时间的取值,通过工程实例验证OPGW和分流地线的选型的方法和原则。     

利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型

在光纤复合架空地线(OPGW)设计中,通常需考虑送电线路发生单相短路故障时短路电流在OPGW和另一根地线中的分流关系,并需计算出相应的电流分量。为此,首先从OPGW短路电流热效应入手,探讨了短路电流持续时间的取值并推导出OPGW短路电流瞬时温升的公式,同时提出了分流地线在电力系统中的意义,然后对比计算OPGW和分流地线的分流关系后得出了分流地线选型的基本原则:即分流地线应有足够低的阻抗以使得OPGW的电流分量降到允许值以下;分流地线本身要有足够大的热容量;在满足防雷各项要求后应有足够的强度安全系数。最后针对广东省2005年IT项目中OPGW和良导体分流地线的短路电流热效应进行的计算分析验证了OPGW分流地线选型的方法和原则。     

OPGW短路电流温升计算原理及应用程序

OPGW具备输电和数据通信双重功能,能更有效地利用现有的电力资产和线路设施。然而,由于OPGW结构中包含有光纤,这就意味着温升限制与传统架空地线有所不同。尤其是在电力线发生短路故障时,短路电流流过地线会造成很高的瞬时温升。再者,OPGW组成部分像金属管、骨架等以前在传统的电力线路上没有用过,这就增加了计算常规短路电流温升的偏差。因此,考虑到OPGW特有的结构特性,古河电工及其合作伙伴专门进行了计算电流温升的研究,并开发出了相应的计算机软件。与OPGW实际的短路电流测试结果对比,计算的精确度在±5%以内。     

220kV胜北线OPGW故障原因分析及处理

针对鄂尔多斯北郊变电站至国电东胜热电220 kV线路胜北Ⅱ回OPGW光纤芯受损断股,两套线路保护通道中断,线路被迫退出运行的故障,分析断缆故障原因为OPGW在厂区内构架处未接地致感应电长时间放电腐蚀。实施更换1号终端塔至厂区构架段的OPGW,并在构架处重新接地,将胜北Ⅰ回、Ⅱ回各自两套线路保护调整至不同光缆等措施,实现了同一条线路两套保护的双路由设置,提高了线路运行的可靠性和稳定性。     

复合阻抗在减小OPGW电能损耗中的应用研究

为减小输电线路OPGW地线电能损耗,提出了OPGW地线加装复合阻抗接地的方法。理论计算和PSCAD仿真试验表明,通过加装复合阻抗可以减小OPGW地线上的环流,降低OPGW地线电能损耗。仿真试验校核了安装复合阻抗后短路情况下OPGW的热稳定性和雷击情况下OPGW的泄流能力,以及复合阻抗对线路零序电流保护的影响,表明加装复合阻抗不会对线路短路故障时保护的正确动作造成影响。     

OPGW短路电流计算中的2个重要细节

在OPGW光缆和分流地线的选择设计时,已知输电线路有限点处总短路电流的情况下,可用插值法、二阶函数法、高阶函数法求取其他任意点处的总短路电流,再利用支路阻抗反比例分配法和感应计算法求取OPGW光缆和分流地线上各自的短路电流。文章并对上述各种方法进行了对比分析。     

用OPGW改造110kV线路的可行性分析

以110kV海金线改造光纤复合架空地线OPGW线路为例,阐述了在对老输电线改造过程中如何从计算路线的最大短路电流入手,选择满足OPGW光纤热稳定性要求的合适架线方案。并通过更换架空地线后线路杆塔受力分析和OPGW的防雷等方面对线路运行的安全性进行复核。     

基于扩展相分量法的OPGW系统接地短路电流计算

在架空输电系统中,光纤复合架空地线(OPGW)的应用越来越多。在OPGW线分布的短路电流值对OPGW线的设计和选型、架空输电线路的安全运行都有着重要的影响。由于传统相分量模型能够反映出各导线间的相互影响关系,文章在传统的相分量的基础上,对其进行了改进,即考虑两者之间的相互作用,将相导线和OPGW线作为一个整体,同时采用一致的模型进行分析。这种扩展相分量模型能够充分考虑线路不同杆塔型号造成的互感变化、OPGW线是否逐塔接地和OPGW线是否分段绝缘运行的情形,能够准确计算发生单相接地短路时,OPGW线和相线上短路电流等沿线分布的电气量。文中算例计算结果与EMTP仿真结果的对比,验证了文章计算的正确性。文章提出的方法计算准确,为架空输电线路沿线短路电流的分布提供了量化计算的依据,并且已经在电力工程设计中得到了应用。     

OPGW架空输电系统任一点接地短路电流分布的研究

架空输电线路发生接地短路时,短路电流在光纤复合架空地线(OPGW)上的分布对电力系统有重要影响。传统计算OPGW线上短路电流的方法大多采用工程简化计算和基于序分量法的计算,并且只考虑接地短路发生在杆塔处的情形,计算结果过于粗糙。为此提出了基于相分量模型对全线任一点接地短路电流计算的方法。分别提出接地短路发生在杆塔处和杆塔间不同的数学模型,进一步求解相导线和OPGW每一级档距上的电流。数值算例验证了在杆塔处接地短路分流模型的正确性,杆塔处接地短路的分流结果进一步验证了杆塔间接地短路分流模型的正确性,并在实际工程中进行了应用。对于复杂的OPGW架空输电系统,基于相分量模型的计算方法能够准确计算全线任一点发生接地短路时,OPGW线上短路电流的分布情况。     

OPGW允许的最高温度

当电力系统发生短路故障时,流过OPGW的短路电流会使OPGW发热升温。当温度超过200℃时,不但会影响OPGW的性能(光纤的着色层变硬、退色,能量损耗增大),而且易造成OPGW发生鸟笼现象、断股现象。短路电流容量是衡量OPGW温度特征的尺码,文章介绍了有关标准,对各种典型结构的OPGW进行了短路电流容量和温升关系的分析,从而说明设计和选用OPGW时,遵循OPGW标准规定的重要意义。