电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite elem...电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite element analysis,FEA)方法建立了不同敷设环境中高压直流电缆线路的暂态热场及电场模型,仿真分析了电缆在多种典型动态负荷下的温度分布及绝缘电场特性,研究发现:相比于架空及土壤直埋敷设,隧道敷设的HVDC电缆系统热响应时间常数达到数百小时,因此具有更好的动态增容能力。论文以隧道中敷设为例,通过相应FEA模型反演计算了不同初始负荷与应急时长下直流电缆的允许最大过负荷电流,给出了针对HVDC电缆线路短时动态增容能力的评估方法,并对直流电缆线路动态增容过程中的暂态电热特性进行了分析。结果表明:初始负荷率高,应急持续时间长,绝缘电导率温度敏感性强的高压XLPE直流电缆在动态增容过程中场强变化幅度大,应予以特别关注;初始负荷率不超过50%的隧道敷设双极直流电缆线路,单级可在1.5倍额定电流下安全运行2 h。该结果可为工程中HVDC电缆线路动态增容与优化调度提供理论指导。展开更多
气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission lines,GIL)在运输及安装过程中易遗留绝缘隐患,进而引发内部电弧故障。内部电弧故障的接地电流特性对GIL设备的绝缘诊断及故障定位工作具有重要应用价值。针对上...气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission lines,GIL)在运输及安装过程中易遗留绝缘隐患,进而引发内部电弧故障。内部电弧故障的接地电流特性对GIL设备的绝缘诊断及故障定位工作具有重要应用价值。针对上述问题,该文提出了基于动态电弧理论的GIL仿真模型,并开展不同运行工况下的接地电流特性研究。研究通过Mayr-Schwarz电弧及Bergeron传输线理论,结合GIL设计参数,搭建了正常运行与内部电弧故障工况下的电磁暂态程序(electric magnetic transient program,EMTP)仿真模型,并对2种工况三相短接排的接地电流特性展开特性分析。结果表明,正常运行工况下的短接排将流过近似对称的三相工频电流,接地电流幅值不超过额定负载电流的1%。GIL内部发生电弧故障后,将产生沿GIL管廊两侧传播的故障电流行波,接地电流将在纳秒级时间内发生突变,并出现幅值可达7kA的微秒级故障暂态电流衰减过程。最后,基于真型GIL的模拟脉冲测试,验证了基于暂态电流法GIL故障定位方案的可行性。仿真结果可为GIL设备的绝缘设计及故障定位提供参考。展开更多
文摘电力需求的增长和系统容量的提升对输配电电缆的传输容量和运行可靠性提出了更高的要求,有效利用高压直流(high voltage direct current,HVDC)电缆线路的动态增容潜力对于实现电力资源优化配置具有重要意义。通过有限元分析(finite element analysis,FEA)方法建立了不同敷设环境中高压直流电缆线路的暂态热场及电场模型,仿真分析了电缆在多种典型动态负荷下的温度分布及绝缘电场特性,研究发现:相比于架空及土壤直埋敷设,隧道敷设的HVDC电缆系统热响应时间常数达到数百小时,因此具有更好的动态增容能力。论文以隧道中敷设为例,通过相应FEA模型反演计算了不同初始负荷与应急时长下直流电缆的允许最大过负荷电流,给出了针对HVDC电缆线路短时动态增容能力的评估方法,并对直流电缆线路动态增容过程中的暂态电热特性进行了分析。结果表明:初始负荷率高,应急持续时间长,绝缘电导率温度敏感性强的高压XLPE直流电缆在动态增容过程中场强变化幅度大,应予以特别关注;初始负荷率不超过50%的隧道敷设双极直流电缆线路,单级可在1.5倍额定电流下安全运行2 h。该结果可为工程中HVDC电缆线路动态增容与优化调度提供理论指导。
文摘气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission lines,GIL)在运输及安装过程中易遗留绝缘隐患,进而引发内部电弧故障。内部电弧故障的接地电流特性对GIL设备的绝缘诊断及故障定位工作具有重要应用价值。针对上述问题,该文提出了基于动态电弧理论的GIL仿真模型,并开展不同运行工况下的接地电流特性研究。研究通过Mayr-Schwarz电弧及Bergeron传输线理论,结合GIL设计参数,搭建了正常运行与内部电弧故障工况下的电磁暂态程序(electric magnetic transient program,EMTP)仿真模型,并对2种工况三相短接排的接地电流特性展开特性分析。结果表明,正常运行工况下的短接排将流过近似对称的三相工频电流,接地电流幅值不超过额定负载电流的1%。GIL内部发生电弧故障后,将产生沿GIL管廊两侧传播的故障电流行波,接地电流将在纳秒级时间内发生突变,并出现幅值可达7kA的微秒级故障暂态电流衰减过程。最后,基于真型GIL的模拟脉冲测试,验证了基于暂态电流法GIL故障定位方案的可行性。仿真结果可为GIL设备的绝缘设计及故障定位提供参考。
