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电力电缆相序阻抗核算与剖析办法

2017-07-07 15:40分类:电工考证知识 阅读:

 

在城市电网缔造中,220kV和1十kV线路愈来愈广泛选用电力电缆,因而有必要精确知道和把握电缆线路的相序阻抗参数特征。这篇文章论说了电力电缆正、负和零序阻抗的理论核算和选用单相电源法进行参数实测的实验办法,论说了金属护套纷歧样的接地互联办法下电缆相序阻抗参数特征和各序阻抗之间的联络,有助于电缆参数的精确丈量和继电维护设备的牢靠作业。
跟着城市缔造的飞速翻开和城市计划的央求,城区220kV和1十kV线路许多选用电力电缆,而电力电缆参数的精确性(首要纠正序和零序阻抗)是继电维护整定核算的首要根底。因为电缆线路X0/X1的联络与架空线路纷歧样,因而需求对电力电缆参数理论核算办法、丈量办法和其特征规矩进行剖析和研讨,以便于辅导出产实习。
1 电缆参数核算和剖析
电缆线路参数与金属护套接本地法、互联和换位、回流线和回路数有关,下面分几种状况进行议论。
1.1 电缆线路的正、负序阻抗
(1)金属护套内无电流
当单芯电缆线路的金属护套只需一点互联接地;或各相电缆和金属护套均换位,且三个换位小段长度持平,或金属护套接连换位得极好时,金属护套内不存在感应电流,此刻电缆线路正、负序单位阻抗核算与架空线相同(见图1):

      图1 以比率标明的恣意摆放单回线中各项电缆之间的基地间隔
Z1=Z2=RC+j2ω×十-4ln(S×nS×mS)13 (GMRA×GMRB×GMRC)13   (1)
式中Z1为正序单位阻抗,Ω/km;Z2为负序单位阻抗,Ω/ km;Rc为三相线芯的均匀沟通电阻,Ω/km;ω为角频率; GMRA、GMRB,GMRC为自几许均距。
(2)金属护套内有电流
假定电缆的金属护套两头直接互联,金属护套的感应电压在护套构成的闭环回路中发作和线芯电流方向相反的护套电流,并发作护套损耗,致使线芯正、负序电阻减小,正、负序感抗添加,核算公式:
Z1=Z2=RC+Xm2RSXm2+RS2+j2ω×十-4 ×ln(nm)13SGMRC-jXm3Xm2+RS2  (2)
式中Xm为金属护套与线芯间的单位互感抗;Rs为金属护套的直流电阻(50℃),Ω/km;GMRC为线芯的几许半径。
1.2 电缆线路的零序阻抗
(1)短路电流以大地作回路
电缆线路的金属护套只在一端互联接地,而附近无其它平行的接地导线,则在电网发作单相接地缺陷时,短路电流以大地作回路。单回路的零序单位阻抗为:
Z0=3RC3+Rg+j2ω×十-4lnDe[GMRC3(S×nS×mS)2]19  (3)   
式中De为缺陷电流以大地作回路时等值回路的深度;Rg 为大地的漏电电阻。
(2)短路电流悉数以金属护套作回路
电缆线路的金属护套在两头直接互联或穿插互联接地时,短路电流转过大地有些可疏忽不计,能够为短路电流悉数以金属护套作回路,回路电阻为金属护套的并联电阻,则单回路的零序单位阻抗为: Z0=RC+RS+j6ω×十-4lnGMRSGMRC13 (4)
式中GMRs为金属护套的几许半径。
1.3 正、负与零序阻抗参数的联络
因为3Rg较大,比照公式(1)和(3)可知,金属护套一端互联时,电缆的零序单位阻抗Z0远大于Z1和Z2。因为金属护套与线芯间的单位互感抗Xm大于金属护套的直流电阻RS,比照公式(2)和(4)可知,金属护套两头互联时,电缆的零序单位阻抗Z0通常略大于Z1和Z2。
2 电缆参数测验办法
2.1 正、负序阻抗的丈量
将线路对侧三相短路并接地,选用单相电源法丈量,接线见图2(以AB为实验相)。

   图2 正、负序阻抗丈量接线图
电缆正序阻抗可按下列公式核算:
cosφAB=PABUABIAB
Z·AB=RAB+jXAB=UABIABcosφAB+jUABIABsinφAB
RAB=PABI2AB
XAB=UABIAB2-R2AB
式中cosφAB为实验AB相功率因数,RAB为实验AB相正序有用电阻,Z·AB为实验AB相正序阻抗。然后,顺次以BC相和CA相为实验相,可测得Z·BC和Z·CA,则Z·1=16(Z·AB+Z·BC+Z·CA)=R1+jX1
R1=16(RAB+RBC+RCA) X1=Z21-R21
  

   图3 零序阻抗丈量接线图
2.2 零序阻抗的丈量
将线路对侧三相短路并接地,本侧丈量端三相短路, 单相电源经阻隔变压器接入,接线见图3。零序阻抗核算公式如下:
cosφ0=P0U0I0
Z·0=R0+jX0=3U0I0cosφ0+j3U0I0sinφ0
R0=3P0I20 X0=U0I02-R20
3 比方
220 kV罗鹿线和天鹿线电缆均为单回路,金属护套穿插互联,两头接地,等间隔直线摆放,没有回流线;1十kV西罗线电缆为金属护套一端直接互联接地,没有回流线。上述三条电缆线路的正、零序阻抗的理论核算值与实测效果见附表。
  

由附表可知:
(1)金属护套仅在一端互联接地时,电缆零序单位阻抗值约为正、负序单位阻抗值的7~十倍。
(2)金属护套在两头互联接地时,电缆零序单位阻抗仅略大于正、负序单位阻抗值,而架空线路的X0约为X1的3倍。
(3)金属护套一端直接互联接地与两头互联接地时,电缆正、负序单位阻抗值的相差不大。
(4)金属护套一端直接互联接地与两头互联接地的电缆零序单位阻抗值相差近十倍。
4 定论
这篇文章经过理论核算和实测办法,对高压电力电缆线路相序阻抗参数与金属护套接地互联办法等方面的联络以及各序阻抗之间的联络进行研讨剖析,然后对电缆线路参数的规矩和特征有了精确知道和了解,有利于继电维护设备的精确整定,牢靠作业。

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