用接地线电流法进行电力电缆绝缘在线监测的仿真计算

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技术讨论
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高压电器
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流 ! 合成 !":!,;!!" !0! 仿真计算结果与分析 #, $电力电缆整体老化或受潮 电缆整体老化或受潮时 ! 表现为分布参数 "" 均 匀增大 !#" 均匀减小 !图 ! 示出了此时接地电容电流 !"!!,!!! 与 "!$!!%!!6)< " 的 变 化 关 系 曲 线 ! 其 中 %
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三相交联聚乙烯电力电缆接地不平 衡电流仿真计算
三相电缆仿真模型 为了 能 反 映 出 三 相 电 力 电 缆 的 接 地 不 平 衡 电
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高压电器
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流 ! 首末端的不平衡电流的仿真计算结果见图 : " #! $三相电力电缆整体老化或受潮时 % 表现为整 个分布参数 !" 均匀增大 %#" 均匀减小 " 图 ; 示出了 三相电力电缆整体老化或受潮 ##<#"="0""" ! %!<!"= ,0,# $时三相接地不平衡电流 $,%$!%$" 的波形" 比较图 : 与图 ; 可见 % 三相接地不平衡电流对绝缘故障不灵 敏 " 值得说明的是 % 实际运行当中三相同步老化或受 潮的概率是很低的 % 整体老化往往不是绝缘击穿的 主要原因 % 绝缘的损坏往往是从局部的缺陷逐步发 展严重而造成的 "
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三相电力电缆其它仿真计算结果
关系 %$,<$! 与 %! <%, 也有非常显著的正相关关系 " 由此 可见 % 如果对不同长度 ! 不同型号 #分布参数不同 $ 的 电缆通过细分分布回路 % 仿真模拟迭代计算出 $,<$! 与 %! <%, 的关系曲线 % 进而可以确定电缆单相局部故 障的位置 "
三相电力电缆的接地不平衡电流 ! 可以实时监测电 力电缆的绝缘状况 ! 防止电缆绝缘事故的发生 Z , ! ! [ ) 单相电力电缆可以用一个分布式阻容并联回路来很 好地仿真模拟 # 对现在通用的三相交联聚乙烯结构 来说 ! 三相电力电缆可以用一个三相并联对地的分 布式阻容回路来很好地仿真模拟Z : [ ) 通过仿真模拟 ! 可以从中得出单相电力电缆接地电容电流 !"! 三相 电力电缆接地不平衡电流 !" 与电缆本体 6)? !! 电容 量 " 及局部故障位置变化的关联性 ! 进而推测出实 际测量中有重要参考价值的判据 # 基于 7QJ 仿真模 型 Z : [ 和 基 于 V)6/)& Z + [ 的 计 算 程 序 ! 还 可 以 成 为 指 导 现场实际测量中发现判断绝缘缺陷 ’ 帮助确定故障 性质及位置的良好学习型软件 ) 笔者以 ,," \- 交联 聚乙烯电缆的分布参数为例 ! 仿真计算了电力电缆 运行中接地电流与绝缘状况 ’ 绝缘故障部位之间的 关联度 ! 得到了有实用意义的结论 )
对三相电力电缆还进行了其他方面的仿真计 算 % 限于篇幅就不逐一说明其仿真过程 % 仅将这些仿 真所得的基本结果列出 " #,$ 对同一类型电缆而言 %综合三相不平衡电流 $" 反映绝缘局部缺陷的灵敏性随电缆长度的增加而 降低 % 但灵敏性仍高于 !! %!6)E ! " #!$ 对同一类型电缆而言 %$" 反映绝缘局部缺陷 与电缆负载有一定关系 %随着负载增大 # 电压相位角 变化 $%$" 灵敏度降低 %空载时灵敏度最高 " #>$ 多点接地时仿真计算出的 $" 与单点接地时 仿真计算出的 $" 在故障相同情况下完全相等 " #+$ 多点 # 两点以上 $接地电缆 !下转第 ># 页 "
摘要 ! 为单相电力电缆接地电容电流 ’ 三 相 电 力 电 缆 接 地 不 平衡电流建立了电缆的分布参数仿真 模 型 ! 计 算 了 电 力 电 缆 在运行条件下其接地电容电流 ’ 接地 不 平 衡 电 流 对 电 缆 绝 缘 缺陷状况反映的有效性与灵敏性 ( 仿 真 结 果 表 明 ! 在 线 监 测 得到的接地电容电流或接地不平衡电流与绝缘缺陷有很高 的正相关性 ! 并且灵敏性较高 ! 其灵敏性 与 电 缆 负 载 ’ 缺 陷 位 置等有关 ! 三相电力电缆接地不平衡 电 流 反 映 缺 陷 的 灵 敏 度 要明显高于接地电容电流 ) 开发的基于 7QJ 的仿真模型及相 应的 V)6/)& 分析软件可以作为一种良好的学习型软件 ! 用以 指导现场在线监测测量结果的分析及故障部位的确定 ) 关键词 ! 电力电缆 # 在线监测 # 接地电流 # 中图分类号 ! QVW#
流 ! 三相交联聚乙烯电力电缆的 7@A 仿真模型见 图 # * 仿真参数 %运行电压 ,," B-! 工频 #" 2C ! 电缆 长度 ,"" " !分布参数等与 !0, 节中的模型相同 * ?0! 仿真计算结果与分析 ’,$ 三 相 电 力 电 缆 绝 缘 良 好 时 ! 电 缆 的 三 相 电
%,0 西安交通大学电气工程学院 ! 陕西 西安 C,""+D# !0 广西大学电气工程学院 ! 广西 南宁 #:"""+ # :0 甘肃电力公司 ! 甘肃 兰州 C:""#" # +0 宁夏电力公司 ! 宁夏 银川 C#""", &
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!6)< " ’$$!! 6)< " ’"$ 分别表示由电 阻 ( 电 容 量 变 化 引起的 6)< " 变化值 ) 由图 ! 可见 ! 电缆整体老化或 受潮时接地电容电流 !"!!,!!! 均增大 ! 增大的幅度对 电容量 " 变化非常敏感 * ’! $电力电缆局部故障 图 ? 示出电力电缆局部故障 ’ 局部 $ 减小或 " 增大 $或端部电缆头脏污受潮时 !"!!,!!! 与 $ !" !!" ! !6)< " 的变化关系曲线 * 不难看出 %!" 与 6)< " !!" 具 有很强的正相关性 * 图 + 示出电缆局部故障时两端 的接地电容电流之比 !,>!! 与反映故障位置的比 &!>&,
7QJ 仿真 K.P%// -)’"
文献标识码 ! 7
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