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换流变压器接地电流分析与仿真计算

变压器 2024年第4期61卷 6-11页

作者：王仁庄杰龙郑雄吕晓东迟主升李林达广州西门子能源变压器有限公司广东广州510530

换流变压器内部的铁心接地系统与夹件接地系统独立通过接地套管引出油箱并分开接地。换流变压器在现场运行时,通过在线监测装置对其铁心与夹件的接地电流进行实时监测,在现场运行条件下准确评估其接地电流数值,对判断其器身内部接地系... 详细信息

换流变压器内部的铁心接地系统与夹件接地系统独立通过接地套管引出油箱并分开接地。换流变压器在现场运行时,通过在线监测装置对其铁心与夹件的接地电流进行实时监测,在现场运行条件下准确评估其接地电流数值,对判断其器身内部接地系统是否存在故障十分必要。本文作者以某工程一台实际换流变压器产品为例,根据其内部接地结构特点对其正常运行条件下的夹件对地接地电流进行了分析,通过经典解析方法对其阀侧绕组对铁心地屏蔽的几何电容进行了分析计算,同时采用了2D有限元静态场对阀侧绕组与铁心地屏之间的几何电容进行了仿真计算,通过与解析方法对比证明了其电容仿真结果的可靠性;进一步经过公式推导分析计算得到了阀绕组对夹件的容性电流,并采用Matlab/Simulink对阀绕组对夹件的容性电流进行仿真计算,通过与现场实测夹件接地电流进行对比,并证明了该夹件对地电流计算结果的方法满足工程应用需求,对后续典型结构换流变压器的夹件接地电流分析计算具有一定参考意义。

关键词：换流变压器接地电流仿真计算

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高压电缆接地电流在线监测系统的设计与研究

电工技术 2024年第2期 26-28,93页

作者：鲁朝峰沈佳华张嘉麟李江婷谭浩王奇李锶湖南理工学院机械工程学院湖南岳阳414006 杭州国洲电力科技有限公司浙江杭州310015

高压电缆外护套绝缘状态差、接地不良、接地方式不正确等因素引起接地电流异常,造成电缆局部发热、绝缘老化加速、绝缘击穿等故障,实施接地电流在线监测可在故障前及时发现电缆缺陷。为此,设计了一种基于AT32F435的电缆接地电流在线监... 详细信息

高压电缆外护套绝缘状态差、接地不良、接地方式不正确等因素引起接地电流异常,造成电缆局部发热、绝缘老化加速、绝缘击穿等故障,实施接地电流在线监测可在故障前及时发现电缆缺陷。为此,设计了一种基于AT32F435的电缆接地电流在线监测系统,该系统由电流信号采集模块采集接地电流信号,通过ATT7053B芯片进行模数转换,再由AT32F435芯片读取ATT7053B芯片内信号数据,并对信号数据进行处理后,利用以太网模块传到上位机,对信号数据进行显示及存储处理。该系统对电缆运行状态进行实时监测,准确发现电缆故障,对提高输电可靠性具有重要意义。

关键词：电力电缆接地电流故障在线监测 AT32F435

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随桥电缆交叉互联护套接地电流影响因素分析

电线电缆 2024年第2期67卷 73-77页

作者：陶瑞祥曹俊平王少华李乃一徐海宁国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司舟山316000

交叉互联接地方式可以降低电缆两端直接接地点之间的感应电压差,抑制金属护层的感应电流,从而成为电缆线路主要的接地方式之一。本工作通过建立随桥电缆交叉互联段的计算模型,计算不同情况下的接地电流,研究交叉互联段各单元段长度、接... 详细信息

交叉互联接地方式可以降低电缆两端直接接地点之间的感应电压差,抑制金属护层的感应电流,从而成为电缆线路主要的接地方式之一。本工作通过建立随桥电缆交叉互联段的计算模型,计算不同情况下的接地电流,研究交叉互联段各单元段长度、接地电阻、负荷,以及两端是否采用同一接地点对接地电流的影响。计算结果表明,交叉互联段两端是否采用同一接地点对接地电流的不平衡度最大。因此,建议实际工程中在尽量保证交叉互联各单元段长度差异较小的前提下,尽可能让交叉互联段两端采用不同的接地系统进行接地,以降低接地电流幅值和不平衡度。

关键词：随桥电缆交叉互联接地电流影响因素

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高压电缆交叉互联接地电流异常分析

电线电缆 2024年第3期67卷 71-75页

作者：孟飞贾润泽刘鲁嘉王作君才英博尹梦涵国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司哈尔滨150070 天津大学天津300072

以一起66 kV线路交叉互联换位失败引起的接地电流异常为例,通过停电前的理论分析和模型列举,初步确定了隐患原因为接地线入箱核相错误,导致交叉互联换位失败,停电打开接地箱后,验证了该理论分析正确。采用红外测温,分析护层环流实测值,... 详细信息

以一起66 kV线路交叉互联换位失败引起的接地电流异常为例,通过停电前的理论分析和模型列举,初步确定了隐患原因为接地线入箱核相错误,导致交叉互联换位失败,停电打开接地箱后,验证了该理论分析正确。采用红外测温,分析护层环流实测值,能够极大地缩短停电时间并快速定位缺陷。结果表明,应按投运年限对电缆线路开展差异化巡视,应对施工人员和工程验收人员加强培训、应对类似缺陷隐患案例进行总结并建立案例库,应强化并完善高压输电电缆的全寿命周期管理,以此降低故障排查难度,缩短停电时间,提高高压电缆输电可靠性。

关键词：高压电缆交叉互联接地电流

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接地电流谐波分析识别配电电缆缺陷

电力系统及其自动化学报 2023年

作者：门业堃潘泽华刘博陈平赵建勇国网北京电科院

配电电缆的运行状态与配电网安全息息相关，本文以热老化、外护套损伤、金属屏蔽层损伤和过度弯折4种典型缺陷类型下电缆的接地电流信号为基础，采用加布莱克曼窗的快速傅里叶变换提取分析谐波特征规律，结合反向传播神经网络，实现了... 详细信息

配电电缆的运行状态与配电网安全息息相关，本文以热老化、外护套损伤、金属屏蔽层损伤和过度弯折4种典型缺陷类型下电缆的接地电流信号为基础，采用加布莱克曼窗的快速傅里叶变换提取分析谐波特征规律，结合反向传播神经网络，实现了配电电缆缺陷的有效识别。研究发现，缺陷电缆接地电流以9次谐波为显著特点，随缺陷加深部分谐波含量呈单一变化趋势。准确检测配电电缆缺陷有助于保障电力系统的安全及可靠运行。

关键词：配电电缆缺陷识别接地电流谐波特征反向传播神经网络

接地电流谐波多维特征评估XLPE电缆热老化

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电力系统及其自动化学报 2023年第10期35卷 134-139页

作者：郭卫潘泽华任志刚周士贻李华春王敏欣国网北京电科院北京100075 国网北京市电力公司北京100031 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

热老化是影响电缆绝缘寿命的主要因素之一,本文通过研究热老化交联聚乙烯电缆的接地电流谐波特征来评估电缆热老化状态。在实验室条件下以实际运行电缆为试样开展加速热老化实验,测试分析不同老化程度下电缆接地电流的变化规律,采用改... 详细信息

热老化是影响电缆绝缘寿命的主要因素之一,本文通过研究热老化交联聚乙烯电缆的接地电流谐波特征来评估电缆热老化状态。在实验室条件下以实际运行电缆为试样开展加速热老化实验,测试分析不同老化程度下电缆接地电流的变化规律,采用改进变分模态分解法提取接地电流中的敏感谐波,并建立接地电流谐波时域、频域、相对能量和样本熵等多维特征参数与电缆热老化程度的关联关系。研究发现,热老化使谐波的相对能量增大的同时,也增加了谐波序列的无序度。

关键词：电力电缆热老化接地电流谐波多维特征分析

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基于接地电流检测的变压器铁心故障诊断技术

基于接地电流检测的变压器铁心故障诊断技术

作者：吴桐华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

电力变压器在电力系统的运行中具有不可替代的重要作用,运行时其铁心必须一点接地。当铁心出现多点接地时,会导致铁心局部过热,有时甚至会造成变压器烧毁等严重后果。近年来,为了更好地监测超特高压变压器的铁心故障,国网公司在变压器... 详细信息

电力变压器在电力系统的运行中具有不可替代的重要作用,运行时其铁心必须一点接地。当铁心出现多点接地时,会导致铁心局部过热,有时甚至会造成变压器烧毁等严重后果。近年来,为了更好地监测超特高压变压器的铁心故障,国网公司在变压器的铁心接地线上加装接地电流监测装置,并根据铁心接地电流是否小于规定的100mA或300mA作为评判标准,判断铁心多点接地故障是否发生。单相变压器在正常运行时,由于绕组间的寄生电容会形成容性接地电流,使得变压器在正常情况下检测到的接地电流数值高达数百毫安;故障情况下,不同电压等级变压器的铁心尺寸也会影响到接地电流的大小。因此仅以100mA或300mA的阈值作为标准,判断不同类型的变压器是否发生铁心多点接地故障是不准确的。由此有必要针对不同类型变压器的铁心多点接地故障进行分析,找到具有普适性的铁心多点接地故障诊断依据,为工程现场提供参考。首先,本文针对变压器不同位置的铁心与拉带短路形成的铁心与夹件多点接地故障,建立了集总参数电路仿真模型,依据该模型仿真计算出10kV三相变压器发生铁心多点接地故障时的接地电流数值,并通过搭建试验平台对仿真结果进行了试验验证。对比试验与仿真结果,二者在误差允许范围内有较好的一致性,验证了仿真模型的正确性。其次,对220kV三相五柱式变压器发生铁心多点接地故障时的接地电流进行了仿真,仿真结果表明,10kV与220kV的变压器在相似位置发生故障时的接地电流数值大小虽有所差异,但经过归一化处理后,两者大致相等。在此基础上,提出了基于接地电流归一化的铁心多点接地故障诊断方法,该方法可作为诊断不同类型变压器是否发生铁心多点接地故障的依据。最后,本文对500kV和1000kV的单相结构变压器的铁心多点接地故障进行了仿真计算,得到了不同位置发生铁心多点接地故障时铁心接地电流的变化情况。通过将500kV、1000kV和220kV的变压器在相似位置发生铁心多点接地的接地电流的仿真结果进行归一化处理,两者在误差可接受范围内基本吻合,验证了基于接地电流归一化的铁心多点接地故障诊断方法的正确性。

关键词：变压器铁心接地电流故障诊断

基于容性设备接地电流的金属氧化物避雷器阻性电流现场检测方法

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电瓷避雷器 2022年第1期 113-117页

作者：邢超赵军刘涛杨桦杨世博王辉国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021 国网河北省电力有限公司保定供电分公司河北保定071000 国网河北省电力有限公司检修分公司石家庄050011 河北省送变电有限公司石家庄050000

现场检测避雷器阻性电流使用的方法分为检修电源法、感应板法、PT二次法。每种测试方法均有各自局限性。当前比较常用的方法是PT二次法,由于需要频繁操作PT二次端子,存在电网短路隐患。因此,提出了一种采用容性设备接地电流作为参考信... 详细信息

现场检测避雷器阻性电流使用的方法分为检修电源法、感应板法、PT二次法。每种测试方法均有各自局限性。当前比较常用的方法是PT二次法,由于需要频繁操作PT二次端子,存在电网短路隐患。因此,提出了一种采用容性设备接地电流作为参考信号的测试方法,测量时无需接触任何参考电压端子,利用容性设备接地电流作为参考信号间接获取避雷器运行电压相位,进而计算得出避雷器阻性电流。通过对PT角差和电流互感器介质损耗角的对比分析以及现场检测验证了该方法的准确性。

关键词：避雷器容性设备接地电流参考信号 PT角差介质损耗角

考虑接地电流的高压海底电缆载流量的研究与计算

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考虑接地电流的高压海底电缆载流量的研究与计算

作者：张家鑫东北电力大学

学位级别：硕士

随着人们对生态环境问题的日益重视,海上风电这一洁净且储量巨大的可再生能源获得了快速发展。海底电缆不仅可以将近海风电场的电力传输到岸上,同时也可以增加离岸岛屿和海上石油平台的供电可靠性,因此海底电缆的输电技术在国内具有重... 详细信息

随着人们对生态环境问题的日益重视,海上风电这一洁净且储量巨大的可再生能源获得了快速发展。海底电缆不仅可以将近海风电场的电力传输到岸上,同时也可以增加离岸岛屿和海上石油平台的供电可靠性,因此海底电缆的输电技术在国内具有重要的研究价值和广泛的应用前景。相较于陆地电缆,海底电缆不仅结构更加复杂,其敷设环境复杂多变,海缆的修复和维护都颇为不便。海缆载流量的精确计算对于提高海缆利用率,实现海缆的安全可靠运行有着重要的意义。在此背景下,本文对电缆的温度场和载流量展开研究。目前研究电缆载流量的主要方法有三种:解析法、数值法和试验法。本文对解析法和数值法进行研究和分析,主要内容如下:海底电缆的环流包括金属护套和铠装层接地电流,其中护套和铠装层的感应电流占重要部分。本文基于电磁感应原理,计算了护套和铠装层上的感应电压,根据海底电缆的结构和两端接地方式构建了感应电流等值电路,根据回路电流列方程组求解护套和铠装层感应电流,通过与有关文献数据的比较,验证了模型的准确性。对海底电缆建立π型等效电路求解护套电容电流,与护套感应电流进行叠加得到护套接地电流,铠装层接地电流为感应电流。本文分析了负荷电流、电缆长度和相间距对电缆护套和铠装层接地电流的影响。计算结果表明:金属护套和铠装层接地电流与海缆负荷电流近似成正比例变化;海缆长度主要影响护套容性电流,海缆长度越长护套容性电流越大,护套接地电流变大;对于负荷电流较大和电缆长度较短的线路,可以忽略容性电流对电缆护套环流的影响;在一定范围内护套和铠装层接地电流也随着相间距的增加而变大。当相间距增加到30m时,护套和铠装层环流增长速率逐渐趋于平缓;在每相电缆护套和铠装层并联后串联电阻可以有效减小护套和铠装层接地电流。本文根据电缆不同的敷设方式,使用COMSOL有限元仿真软件分别建立了海底土壤直埋、海底铺设和排管敷设下单回路单芯交流电缆的温度场计算模型。通过电磁场与温度场的耦合模型研究了土壤直埋下的电缆温度场和载流量,并研究了埋深对电缆载流影响;对海底铺设和登陆段排管敷设下的电缆建立电磁-热-流耦合模型,研究了海水温度和海水流速对海缆载流量的影响规律,比较了三种敷设方式下的载流量。结果表明,登陆段排管敷设下的电缆载流量最低,在工程实际确定载流量时应重点考虑。

关键词：海底电缆解析法有限元载流量接地电流温度场