中壓配電網(wǎng)三芯電纜接地電流的機(jī)理與應(yīng)用.pdf

1、隨著城市電網(wǎng)改造工作的開展和電力電纜應(yīng)用成本的下降，配網(wǎng)線路的敷設(shè)方式逐步由裸線架空型過渡到地下電力電纜。三芯XLPE（交聯(lián)聚乙烯）電力電纜廣泛應(yīng)用于城市中壓配電網(wǎng)中。電纜線路在實(shí)際運(yùn)行中，由于導(dǎo)電纜芯和金屬護(hù)套之間的電磁耦合關(guān)系會帶來護(hù)套感應(yīng)電壓問題，對金屬護(hù)套采取一定的接地措施后雖然有效的降低了護(hù)套感應(yīng)電壓又會引入新的護(hù)套接地電流問題。因?yàn)槿倦娎|結(jié)構(gòu)和接地方式比較簡單，正常運(yùn)行時(shí)護(hù)套感應(yīng)電壓和接地電流均為零，所以對于電纜護(hù)套接地電

2、流的研究，許多文獻(xiàn)將注意力放在單芯電纜金屬護(hù)套接地電流的算法和應(yīng)用上，普遍具有所選模型過于簡單、所考察的條件局限在系統(tǒng)正常運(yùn)行的缺陷，不能進(jìn)行接地電流故障特性分析。本文另辟蹊徑，針對中壓配電網(wǎng)三芯電纜線路發(fā)生故障時(shí)接地電流的機(jī)理與應(yīng)用展開了研究。
　　在對三芯XLPE電力電纜基本結(jié)構(gòu)及各部分功能、常見電纜線路故障的原因和類型、三芯電纜線路中壓配電網(wǎng)的接地系統(tǒng)（包括中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式和電纜金屬護(hù)套接地方式）等理論基礎(chǔ)知識進(jìn)行介

3、紹后，本文首先從電力電纜參數(shù)計(jì)算入手，由淺入深的演算電纜纜芯、金屬護(hù)套的自感、互感公式，從而推導(dǎo)出三芯電纜線路區(qū)外故障時(shí)護(hù)套感應(yīng)電壓和感應(yīng)環(huán)流與纜芯零序電流的關(guān)系。其次建立中壓配電網(wǎng)三芯電纜線路區(qū)內(nèi)單相接地故障時(shí)系統(tǒng)零序等效電路，通過網(wǎng)孔電流法推導(dǎo)出短路電流的流向、大地分流系數(shù)，分別揭示了中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)接地電流的故障特征和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)接地電流的分布規(guī)律，并且考慮了不同因素對接地電流故障特征的影響，得到各節(jié)點(diǎn)護(hù)套接地電

4、流等于纜芯零序電流的結(jié)論。最后通過搭建PSCAD仿真模型，驗(yàn)證上述對接地電流機(jī)理進(jìn)行理論推導(dǎo)的正確性。
　　在對中壓配電網(wǎng)三芯電纜線路接地電流的機(jī)理研究基礎(chǔ)上，利用纜芯零序電流對護(hù)套接地電流的吸附特性，得到三芯電纜護(hù)套接地電流在中壓配電網(wǎng)中的兩點(diǎn)應(yīng)用:第一提出了一種基于接地電流的護(hù)套接地可靠性監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)接地電流在配電網(wǎng)各段護(hù)套上的分布規(guī)則，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方和本地對護(hù)套開路點(diǎn)的故障定位，分別從系統(tǒng)原理、實(shí)施方法、優(yōu)缺點(diǎn)評價(jià)三個(gè)層面詳細(xì)的