高压电力电缆增加段长关键技术研究展望及应用

随着城市化发展进程加快,大容量、长距离、大截面电力电缆线路在各大城市输电网络中的应用规模逐年增加。而目前传统电缆设计段长有限,单位长度内电缆接头数量相对较多,导致工程投资增加的同时,电力电缆线路运行故障概率也随之上升。文中从大长段电力电缆设计、交接试验、运维等环节出发,针对大长段电缆感应电压计算、电压限制器要求、局放信号衰减等影响因素,对高压电力电缆增加段长关键技术进行可行性分析,同时以国内首次敷设220 kV 1450 m的电缆应用工程为例,为今后大长段电缆工程实际应用提供理论依据和相关数据。     

Logistic回归和支持向量机在电缆老化状态评估中的应用与比较

电缆老化状态评估主要有物理模型和统计模型两大类,物理模型一般用于电缆个体老化评估,但难以用于在线评估,统计模型一般用于电缆整体老化评估,无法评估个体状态。为建立电缆运行数据与电缆老化状态之间的关联关系,在线评估电缆个体老化状态,文中提出了基于机器学习的电缆老化状态评估方法,建立了Logistic回归和支持向量机这两种机器学习模型,采用十折交叉验证对模型准确率进行了评估,同时计算了模型的F_1-Score。结果表明支持向量机采用多项式核时的总体样本准确率平均值为96%,高于Logistic回归;当召回率与精准度的权重比为1、2、0.5时,支持向量机的F_1-Score得分均高于Logistic回归,支持向量机优于Logistic回归。     

基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术

保障变电站的安全是电力供应的关键要素,因此变电站的巡检工作是不可或缺的。目前,采用机器人进行自动化巡检是变电站巡检领域的重要趋势。获得变电站的平面地图是实现变电站自动化巡检的关键。目前传统的定位建图方案,如同步定位与建图（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）、离线全球定位系统（Global Positioning System,GPS）定位等,往往存在特征识别困难、建图时间过长或者地图所需存储空间过大等缺点。基于此,提出了一种基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术。采集完工作区域内外边界和障碍区域的边界点后,通过高斯投影,将采集到的地理位置坐标转换为平面直角坐标,并通过射线法实现平面栅格地图的建立。再根据已有的栅格地图信息和实时接收的机器人当前位置信息实现定位功能。实验验证了该定位建图技术的可行性,该方法可极大地提升建图速度,减少地图所需的存储空间,建立的地图可用于巡检机器人后续的路径规划和导航。     

高压XLPE电力电缆缓冲层放电问题分析

高压与超高压交联电缆金属护套与电缆线芯之间的缓冲层是电缆的重要组成部分。近年,国内交联聚乙烯(XLPE)高压电缆线路故障中多次出现缓冲层放电现象。文中总结国内电缆缓冲层设计经验,分析不同类型高压电力电缆缓冲层作用,总结缓冲层半导电材料、长期进水运行、缓冲层设计缺陷等可能放电原因,通过分析三起高压电缆缓冲层放电典型案例,说明缓冲层设计的缺陷隐患及缓冲层放电问题原因,对电缆设计及电缆故障分析提供有效参考。     

顶部排烟对高压电缆隧道火灾烟气运动的影响

基于某实际高压电缆隧道,数值研究了排烟功率和生烟率对隧道烟气运动的影响。结果表明,高压电缆隧道的通风口施加机械排烟,可能增强湍流特征,各工况结果中,720 m~3/h的较低排烟功率使隧道内烟气浓度较低。外界机械排烟功率越大,越有利于降低隧道内典型位置的温度和CO_2浓度并延缓其升高速度。电缆燃烧释放较多有毒烟气,人员不可贸然进入抢修。     

XLPE电缆绝缘加速热老化特性

为探究长期运行环境下XLPE电缆绝缘的老化特性,在实验室条件下对电缆绝缘材料进行加速热老化实验,通过红外光谱、氧化诱导时间及频域介电响应测试,比较分析老化前后XLPE电缆绝缘的理化特性、电气特性变化规律。结果表明:红外光谱中的羰基峰值可用于定性分析XLPE绝缘材料的老化程度;XLPE绝缘高温下的降解随着老化时间的延长愈加严重,氧化诱导时间不断缩短;XPLE材料介质损耗因数频谱曲线的最小值tanδ_(min)与材料老化程度相关且与测试温度无关,因此tanδ_(min)可作为评估XLPE绝缘老化情况的特征量。     

10 kV XLPE电缆接头典型绝缘缺陷的局部放电特征分析

针对10 kV XLPE电缆缺陷检测中局部放电相位谱图无法充分反映电缆缺陷特征的问题,制作了主绝缘刀痕、外半导电尖刺、半导电遗留物、主绝缘气泡、导电通道5种缺陷电缆,利用高频电流传感器获取缺陷电缆的放电数据,并进一步生成PRPD、时频(TF)谱图,结合高频电流传感器数据及TF谱图对这5种常见电缆缺陷的局部放电特征进行分析、分类。结果表明:结合PRPD谱图中局部放电的分布形状及相位分布、幅值、放电次数等特征信息与TF谱图中团簇的形状、分布特性,可以方便地对典型缺陷进行识别。     

电力系统串联谐波谐振的特性分析与灵敏度计算

分析电力系统谐波背景下模态分析与谐波谐振关联的机理,根据回路阻抗矩阵,绘制矩阵特征值频谱和串联谐波谐振下的关键模态导纳。根据串联谐振及谐波激励的自身特点,提出使用虚拟支路对系统拓扑结构进行修正处理,对网络进行谐波谐振模态分析,将模态分析结果与系统导纳频谱扫描结果进行比较,验证谐波谐振频率计算方法的可行性和准确性。定义灵敏度矩阵,通过基本回路矩阵确定系统元件与回路阻抗矩阵元素间的关联性,推导关键模态下特征值对各网络元件电气参数的灵敏度,通过标准化处理,提高了各支路元件灵敏度的可比性。对IEEE30母线系统进行仿真分析,得出串联谐振对元件的灵敏度影响程度和串联谐振的定位及传播范围。     

典型交直型电气化铁路对直驱风电场运行的影响研究

介绍了电气化铁路对于风电场运行的影响。针对运用广泛的交直传动型电力机车进行说明,介绍了典型交直传动型机车的接线方式及其结构特点。选取使用三相V/v接线方式的牵引变电站进行研究,分析了其产生三相不平衡的机理以及其接入电网后带给风电接入点的电能质量问题。在交直型机车接入风电并网点的背景下,研究了直驱风电机组在三相不平衡条件下产生直流侧二倍频波动的机理,提出了一种以稳定直流侧电压为目的正负序双电流控制策略。最后,在PSCAD中,对交直型机车与直驱风电场进行建模并接入桂林电网,验证该类电气化铁路给风电场带来的电能质量问题,仿真直驱型风电机组在三相不平衡条件下利用正负序双电流控制策略的运行情况。     

10 kV一母多馈电缆线路过电压传递影响因素分析

10 kV电缆发生故障时,弧光接地会产生过电压,造成电网波动,影响供电安全。利用PSCAD建立一母多馈线模型,详细分析了不同条件下馈线条数、中性点接地电阻阻值和电缆长度对电缆中过电压传递特性的影响。结果表明：电缆馈线增加时,发生弧光接地故障,由行波传递分流作用使传递到非故障电缆馈线过电压幅值降低;小电阻接地故障相将产生较高过电压,过电压传递到非故障馈线上时幅值仍较大,给非故障电缆绝缘产生危害;中性点接地电阻增加时,非故障馈线故障相电压幅值降低,非故障相电压故障升高;故障电缆的长度增加,非故障电缆上过电压幅值降低。研究结果可为选取合理选择参数数值,抑制过电压产生提供依据。