CN106602538A - 高压单芯电缆护层保护器并联z型变压器的选型方法 - Google Patents

高压单芯电缆护层保护器并联z型变压器的选型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的工频耐压值不小于电缆护层的交流工频耐压值；所述Z型变压器承受短路能力时间至少为系统短路时间的两倍；所述Z型变压器,当系统发生短路时,其产生的电压降不大于护层保护器的工频耐压值。采用本发明公开的选型方法选择合适的Z型变压器，可有效防止发生单相接地短路时，护层上产生的工频过电压超过保护器工频耐压，造成保护器爆炸进而威胁高压单芯电缆回路的供电可靠性。

Description

高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法
技术领域
本发明涉及配电技术领域，特别是高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法。
背景技术
110～500kV高压单芯电缆需装设电缆金属护层保护器(下文称保护器)。其在正常工作条件下呈现很大的电阻，保证电缆金属护套层单端对地绝缘，当雷电波入侵或过电压进入电缆缆芯、不接地端的屏蔽层出线较高的电压，保护器则呈现很小的电阻，使电流泄入大地，从而保护电缆。
当电缆缆芯通过大短路电流，可在电缆护层感应出较高的工频过电压。通过仿真和试验分析，保护器在工频过电压下超过其直流1mA参考电压时，会发生动作，且动作前后其端电压变化并不大，而工频过电压持续的时间较长，幅值在多数情况下也超过了保护器的工频耐压，有可能会引起保护器爆炸，从而威胁到高压单芯电缆回路的供电可靠性。针对大短路电流情况下电缆护层保护器耐受能力不足问题，通过采用护层保护器并联Z型变压器的接地方式，当电缆护层工频电压超过保护器的工频耐压时，保护器由动作变成不动作，使得保护器两端电压和通过保护器的电流在其耐受范围内，从而保护保护器免受损坏。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法。
本发明采用的技术方案如下：
高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的工频耐压值大于电缆护层的交流工频耐压值；所述Z型变压器承受短路能力时间至少为电路短路时间的两倍；所述Z型变压器,当系统发生短路时,其产生的电压降不大于护层保护器的工频耐压值。
更进一步地，所述Z型变压器的零序抗阻:
其中，Um为系统短路第2-5s间任一时刻护层保护器的工频耐压值，r为电缆线路护层内阻抗，R1为首端接地电阻，R2为末端接地电阻，U0为电缆线路工频过电压。
更进一步地，所述Z型变压器能承受的短路电流值至少为：
更进一步地，所述Z型变压器的短路容量：
Sc＝I2Z0
更进一步地，所述Z型变压器承受短路能力时间至少为2s。
更进一步地，所述Z型变压器的额定电压至少为6kV。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：选择最合适的Z型变压器，有效防止发生单相接地短路时，护层上产生的工频过压超过保护器工频耐压，造成保护器爆炸进而威胁高压单芯电缆回路的供电可靠性。
附图说明
图1是高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的接地系统结构图。
图中标记：1-保护器、2-Z型变压器。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的工频耐压值大于电缆护层的交流工频耐压值；所述Z型变压器承受短路能力时间至少为系统短路时间的两倍；所述Z型变压器,当系统发生短路时,其产生的电压降不大于护层保护器的工频耐压值。
通过仿真和实验得知，Z型变压器的短路容量和零序抗阻的选择是用于并联护层保护器需要核算的关键问题。
所述Z型变压器的零序抗阻:
其中，Um为系统短路第2-5s间任一时刻护层保护器的工频耐压值，r为电缆线路护层内阻抗，R1为首端接地电阻，R2为末端接地电阻，U0为电缆线路工频过电压。
所述Z型变压器能承受的短路电流值至少为：
所述Z型变压器的短路容量：
Sc＝I2Z0
所述Z型变压器承受短路能力时间至少为电路短路时间的两倍，110kV及以上短路时间不大于1s,Z型变压器承受短路能力时间至少为2s。
电缆护层交流工频耐压最大值为25kV，Z型变压器的额定电压为6kV时，其短路时工频耐受电压为25kV。Z型变压器的额定电压至少为6kV时，满足Z型变压器的工频耐压值大于电缆护层的交流工频耐压值。
根据上述选型方法选择并联的Z型变压器，可有效防止发生单相接地短路时，护层上产生的工频过压超过保护器工频耐压，造成保护器爆炸进而威胁高压单芯电缆回路的供电可靠性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器的选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的工频耐压值大于电缆护层的交流工频耐压值；所述Z型变压器承受短路能力时间至少为系统短路时间的两倍；当系统发生短路时,所述Z型变压器产生的电压降不大于护层保护器的工频耐压值。
2.根据权利要求1所述的高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器得选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的零序抗阻:
其中，Um为系统短路第2-5s间任一时刻护层保护器的工频耐压值，r为电缆线路护层内阻抗，R1为首端接地电阻，R2为末端接地电阻，U0为电缆线路工频过电压。
3.根据权利要求1所述的高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器得选型方法，其特征在于，所述Z型变压器能承受的短路电流值至少为：
。
4.根据权利要求1所述的高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器得选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的短路容量：
Sc＝I2Z0。
5.根据权利要求1所述的高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器得选型方法，其特征在于，所述Z型变压器承受短路能力时间至少为2s。
6.根据权利要求1所述的高压单芯电缆护层保护器并联Z型变压器得选型方法，其特征在于，所述Z型变压器的额定电压至少为6kV。
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