220kV长距离电力电缆操作过电压特性仿真及抑制研究

【摘要】：传输电能过程中,与架空输电线路相比,电力电缆线路的电容更大。同时,110k V和220k V电压等级的电缆线路中使用电缆材料比较固定,多为交联聚乙烯电力电缆,单位长度的电容很大是该类电缆特点,相对而言可能是架空输电线路的十倍甚至几十倍。因此,在这样的前提下,电力电缆线路的感应过电压危险程度要比同等长度的架空线路更为严重。此外,若是在长距离传输的情况下,110k V和220k V等压等级的电缆线路会存在更大的工频过电压和操作过电压,可能会超过规定的阈值。因此研究交叉互联的长电缆线路护层在电力系统操作过程中的感应过电压具有重要意义。本文的研究对象是长距离电力电缆线路的操作过电压,包括合闸和分闸过电压。通过建立长距离电缆线路及其互联系统的暂态电磁模型,研究各过电压水平,并解析电力电缆布置形式、分合闸操作的相角、电缆长度和残余电荷等不同影响因素对过电压影响的规律,进而据此考虑长距离电力电缆过电压的抑制措施。研究发现,对于长电力电缆线路来说,操作过电压中合闸过电压和分闸过电压整体差距不明显,但部分严重前提条件下的合闸过电压要大于分闸过电压。对于合闸过电压,合闸相角和线路残余电荷对过电压幅值影响较大,母线出线回数和电缆长度对过电压也存在一定影响,而电缆排列方式的影响较小。而分闸过电压的出现归根结底是由于断路器的灭弧性能不足导致电弧重燃引起的。总结来看,操作过电压的抑制措施主要有装设合闸电阻、避雷器、电抗器和提高断路器灭弧性能。