CN115372711A - 一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法 - Google Patents

一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法 Download PDF

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刘刚
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李陈莹
张伟
王旭
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Abstract

本发明公开了一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，具体包括步骤(1)针对三相交叉互联的高压电缆线路，采用非接触式检测仪器测量每一交叉互联段中的环流大小、每一交叉互联段中各交叉互联小段两端的电位；(2)通过各交叉互联小段两端的电位获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的电压值；(3)根据各交叉互联小段的电压值与处于同一交叉互联段中的环流获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的阻抗值；(4)将一组三相电缆中各交叉互联小段的阻抗值组成矩阵Z作为该组三相电缆所在回路线路的实际阻抗。本发明能够在不改变线路接线的方式的同时，准确测量线路的实际阻抗，确保检测人员的安全。

Description

一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法
技术领域
本发明涉及输变电设备的技术领域，具体是涉及一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法。
背景技术
随着城市用电需求的增长，输电线路的负荷水平也随之上升。目前高压电缆由于存在敷设方式、长度不均等影响，使得金属护套尽管采用交叉互联接地，但依然存在较大的环流。环流过大将导致电缆线路过热，产生额外的传输损耗，并降低线路载流量能力，加速电缆绝缘老化，给电缆运行维护带来较大影响。
为了降低交叉互联下，电缆环流过大带来的危害，现有技术中公开了多种措施，包括在交叉互联回路中增加阻抗抑制环流大小、加装线路环流水平在线监测等。上述措施的参数设置都依赖于实际线路阻抗，但是现有的实际阻抗获取方式都是对已有接线方式进行改动，通常需要断开交叉互联，对电缆进行带电改线检测。由于电缆工作在高压，一旦检测过程中出现输电波动或者短路故障，将在护套产生较大的过电压并威胁到人身安全。
发明内容
发明目的：针对以上缺点，本发明公开了一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，能够在不改变线路接线的方式的同时，准确测量并计算得到线路各段对应的阻抗，确保检测人员的安全。
技术方案：为解决上述问题，本发明提供一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，包括以下步骤：
(1)针对三相交叉互联的高压电缆线路，采用非接触式检测仪器测量每一交叉互联段中的环流大小Ix、每一交叉互联段中各交叉互联小段两端的电位vLx、vRx；
所述三相交叉互联的高压电缆线路中包括n组三相电缆，每组三相电缆均包括A相电缆、B相电缆、C相电缆；所述A相电缆包括A1段、A2段、A3段；B相电缆包括B1段、B2段、B3段；C相电缆包括C1段、C2段、C3段；所述交叉互联段由一组三相电缆中Aa段、Bb段、Cc段连接而成，a、b、c取值范围均为[1,3]且a、b、c满足等差数列；所述交叉互联小段为交叉互联段中Aa段或Bb段或Cc段；每一交叉互联段不存在相同的交叉互联小段；
(2)通过各交叉互联小段两端的电位获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的电压值，公式为：
UX＝vLx-vRx；
(3)根据各交叉互联小段的电压值UX与处于同一交叉互联段中的IX获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的阻抗值Zk，公式为：
Zk＝UX/IX
(4)将一组三相电缆中各交叉互联小段的阻抗值组成矩阵Z作为该组三相电缆所在回路线路的实际阻抗。
进一步的，所述的三相交叉互联的高压电缆线路中三相电缆两端均采用直接接地方式，三相电缆内部交叉互联段通过并联护层保护器接地。
进一步，所述的三相交叉互联的高压电缆线路为单回路线路或者多回路线路，当选用单回路线路时，该线路中包括一组三相电缆；当选用多回路线路时，该线路中包括m组三相电缆,m为大于1的整数。
进一步的，若三相交叉互联的高压电缆线路为单回路线路，所述的三相交叉互联段的交叉互联连接方式为：A1段一端连接C2段一端，C2段另一端连接B3段的一端；B1段一端连接A2段一端，A2段另一端连接C3段的一端；C1段一端连接B2段一端，B2段另一端连接A3段的一端；A1段、B1段、C1段的另一端并联接地；A3段、B3段、C3段的另一端并联接地。
进一步的，三相交叉互联的高压电缆线路中三相电缆均为采用金属护套结构的高压单芯电缆。
进一步的，一组三相电缆中三根电缆采取平行直线敷设。
有益效果：本发明提供的一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法相对于现有技术而言，其优点在于，通过非接触式检测设备测量交叉互联小段两端的电位、电流，计算得到对应交叉互联小段的电压和交叉互联小段所在回路的环流，对应交叉互联小段的阻抗，最后根据线路关系获得交叉互联线路总阻抗Z；整个方案中，检测人员仅涉及采用非接触式检测设备测量这种安全的操作获取参数、计算实际阻抗，避免检测人员通过改动接线方式进行阻抗检测时，电缆出现输电波动或者短路故障，产生较大的过电压威胁到人身安全。
附图说明
图1所示为本发明所述方法的流程图；
图2所示为本发明所述三相电缆具体的连接结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。
如图1所述，本发明提供一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，具体步骤如下：
步骤一、针对三相交叉互联的高压电缆线路，采用非接触式检测仪器测量每一交叉互联段中的环流大小、每一交叉互联段中各交叉互联小段两端的电位；所述非接触式检测仪器包括但不限于各类非接触式磁电感应检测仪器；
步骤二、通过各交叉互联小段两端的电位获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的电压值；
步骤三、根据各交叉互联小段的电压值与处于同一交叉互联段中的环流获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的阻抗值；
具体的，如图2所示，本发明采用单回路线路，单回路线路中具有一组三相电缆，包括：A相电缆、B相电缆、C相电缆，每根电缆为采用金属护套结构的高压单芯电缆，三根电缆采取平行直线敷设形式。A相电缆、B相电缆、C相电缆均划分为三段，A相电缆包括A1段、A2段、A3段；B相电缆包括B1段、B2段、B3段；C相电缆包括C1段、C2段、C3段；A相电缆、B相电缆、C相电缆交叉互联。
具体的交叉互联的方式为：A1段一端连接C2段一端，C2段另一端连接B3段的一端；B1段一端连接A2段一端，A2段另一端连接C3段的一端；C1段一端连接B2段一端，B2段另一端连接A3段的一端；A1段、B1段、C1段的另一端并联接地；A3段、B3段、C3段的另一端并联接地；最终形成A1-C2-B3交叉互联段、B1-A2-C3交叉互联段、C1-B2-A3交叉互联段。其中，交叉互联段内部均采用并联护层保护器接地，例如：A1段一端与C2段一端连接的导线通过连接测接地箱端子1接地；B1段一端与A2段一端连接的导线通过连接测接地箱端子2接地。采用的护层保护器在线路正常工作时为高阻态，可认为该处断路。具体获取的交叉互联小段的阻抗过程如下：
(1)针对A1交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取测接地箱端子1的电位V1(即A1段右端的电位)、A1段左端接地点电位V左A、A1-C2-B3交叉互联段的环流I1，则A1交叉互联小段的阻抗ZA1为：
ZA1＝(V1-V左A)/I1
(2)针对A2交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取测接地箱端子2的电位V2(即A2段左端的电位)、接地箱端子4的电位V4(即A2段右端的电压)、B1-A2-C3交叉互联段的环流I2，则A2交叉互联小段的阻抗ZA2为：
ZA2＝(V2-V4)/I2
(3)针对A3交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取测接地箱端子5的电位V5(即A3段左端的电位)、A3段右端接地点电位V右A、C1-B2-A3交叉互联段的环流I3，则A3交叉互联小段的阻抗ZA3为：
ZA3＝(V5-V右A)/I3
(4)针对B1交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取B1段左端接地点电位V左B、B1-A2-C3交叉互联段的环流I2，接地箱端子2的电位V2也同为B1段右端的电压V2，B1交叉互联小段的阻抗ZB1为：
ZB1＝(V2-V左B)/I2
(5)针对B2交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取测接地箱端子3的电位(即B2段左端的电位)、读取测接地箱端子5的电位(即B2段右端的电位)、C1-B2-A3交叉互联段的环流I3，B2交叉互联小段的阻抗ZB2为：
ZB2＝(V3-V5)/I3
(6)针对B3交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取测接地箱端子6的电位(即B3段左端的电位)、B3段右端的电位V右B、A1-C2-B3交叉互联段的环流I1，得到B3段的阻抗ZB3；
ZB3＝(V6-V右B)/I1
(7)针对C1交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取C1段右端的电位V左C、C1-B2-A3交叉互联段的环流I3；测接地箱端子3的电位也同为C1段右端的电位；得到C1小段的阻抗ZC1：
ZC1＝(V3-V左C)/I3
(8)针对C2交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取A1-C2-B3交叉互联段的环流I1；测接地箱端子1的电位V1也同为C2段右端的电位、测接地箱端子6的电位V6也同为C2段左端的电位；得到C2小段的阻抗ZC2：
ZC2＝(V1-V6)/I1
(9)针对C3交叉互联小段，通过非接触式检测仪器读取B1-A2-C3交叉互联段的环流I2、C3段右侧的电位V右C；测接地箱端子4的电位V4也同为C3段左端的电位；得到C3小段的阻抗ZC3：
ZC3＝(V4-V右C)/I2
步骤四、将一组三相电缆中各交叉互联小段的阻抗值组成矩阵Z作为该组三相电缆所在回路线路的实际阻抗。
故上述计算结果进行整理得到该单回路的阻抗参数Z，具体为：
Figure BDA0003799673930000051
同理，本发明所述方法也同样适用于多回路电缆输电系统。多回路电缆输电系统中具有多组三相电缆，每组三相电缆与外部电气部件构成单个回路，每个回路之间的实际阻抗不会产生相互影响；利用本申请所述的方法分别计算每组三相电缆获得单个线路的实际阻抗。

Claims (6)

1.一种高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)针对三相交叉互联的高压电缆线路，采用非接触式检测仪器测量每一交叉互联段中的环流大小Ix、每一交叉互联段中各交叉互联小段两端的电位vLx、vRx；
所述三相交叉互联的高压电缆线路中包括n组三相电缆，每组三相电缆均包括A相电缆、B相电缆、C相电缆；所述A相电缆包括A1段、A2段、A3段；B相电缆包括B1段、B2段、B3段；C相电缆包括C1段、C2段、C3段；所述交叉互联段由一组三相电缆中Aa段、Bb段、Cc段连接而成，a、b、c取值范围均为[1,3]且a、b、c满足等差数列；所述交叉互联小段为交叉互联段中Aa段或Bb段或Cc段；每一交叉互联段不存在相同的交叉互联小段；
(2)通过各交叉互联小段两端的电位获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的电压值，公式为：
UX＝vLx-vRx；
(3)根据各交叉互联小段的电压值UX与处于同一交叉互联段中的IX获取每一交叉互联段中各交叉互联小段的阻抗值Zk，公式为：
Zk＝UX/IX
(4)将一组三相电缆中各交叉互联小段的阻抗值组成矩阵Z作为该组三相电缆所在回路线路的实际阻抗。
2.根据权利要求1所述的高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，其特征在于，所述的三相交叉互联的高压电缆线路中三相电缆的两端均采用直接接地的方式，三相电缆内部交叉互联段均通过并联护层保护器接地。
3.根据权利要求1所述的高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，所述的三相交叉互联的高压电缆线路为单回路线路或者多回路线路，当为单回路线路时，该线路中包括一组三相电缆；当为多回路线路时，该线路中包括m组三相电缆,m为大于1的整数。
4.根据权利要求3所述的高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，若三相交叉互联的高压电缆线路为单回路线路，所述的三相交叉互联段的交叉互联连接方式为：A1段一端连接C2段一端，C2段另一端连接B3段的一端；B1段一端连接A2段一端，A2段另一端连接C3段的一端；C1段一端连接B2段一端，B2段另一端连接A3段的一端；A1段、B1段、C1段的另一端并联接地；A3段、B3段、C3段的另一端并联接地。
5.根据权利要求1所述的高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，其特征在于，三相交叉互联的高压电缆线路中三相电缆均为采用金属护套结构的高压单芯电缆。
6.根据权利要求1所述的高压电缆线路实际阻抗检测计算方法，其特征在于，一组三相电缆中三根电缆采取平行直线敷设。
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