[发明专利]一种110kV电缆接头操作过电压特性估计方法

说明书

本发明公开了一种110kV电缆接头操作过电压特性估计方法，包括以下步骤：在正常合闸时，110kV三相电缆完全对称，且三相断路器完全同步动作，获取合闸空载线路时的等效电路，忽律电源及线路电阻的作用，空载线路用T形等值电路来替代，L_T及C_T分别为线路的等值电感及电容，电源电势为E_mcosωt，则将该等效电路可以简化为单振荡回路，设t＝0时初始电压为零的空载长线与交流电源e(t)＝E_m(cosωt+θ)接通，利用拉普拉斯变换得合闸后线路首端电压U₁(S)及合闸后线路末端电压U₂(S)，利用分解定理求取合闸后110kV电缆末端的操作过电压u₂(t)，该方法能够估计出110kV电缆末端的操作过电压。

技术领域

本发明涉及一种操作过电压特性估计方法，具体涉及一种110kV电缆接头操作过电压特性估计方法。

背景技术

电力系统中有许多电感、电容元件，构成了复杂的振荡回路。操作过电压是指电力系统中由于操作从一种稳定工作状态通过振荡转变到另一种工作状态的过渡过程中所产生的过电压。操作过电压的能量来源与电力系统本身，所以操作过电压的数值与电力系统的额定电压有关。电力系统的额定电压越高，操作过电压的问题就越突出。在110kV输电线路中，操作过电压对电力系统的正常运行影响巨大，例如电缆线路会因为操作过电压的影响而发生接头爆炸或绝缘击穿等故障。在超高压、特高压电网中，操作过电压对电气设备的绝缘选择起着决定性的作用。

由断路器合闸引起的过电压在电力系统中最为常见。断路器合闸瞬间，输电线路从一种稳态过度到另一种稳态，由于系统由L、C的存在，会产生振荡过电压。由于长线路的分布参数特性，过电压将由工频稳态分量和无限个迅速衰减的高频谐波分量叠加组成。近年来，110kV电缆线路中间接头在合闸操作时，造成电缆中间接头击穿事故时有发生，并且由此引发多起电缆线路及通道着火事件，这些电缆故障已造成了较大的经济损失，严重影响了电网的安全可靠运行，因此急需要一种方法，该方法能够估计出110kV电缆末端操作过电压。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种110kV电缆接头操作过电压特性估计方法，该方法能够估计出110kV电缆末端的操作过电压。

为达到上述目的，本发明所述的110kV电缆接头操作过电压特性估计方法包括以下步骤：

在正常合闸时，110kV三相电缆完全对称，且三相断路器完全同步动作，获取合闸空载线路时的等效电路，忽律电源及线路电阻的作用，空载线路用T形等值电路来替代，L_T及C_T分别为线路的等值电感及电容，电源电势为E_mcosωt，则将该等效电路可以简化为单振荡回路，其中，单振荡回路中的电感设合闸瞬间为时间起算点t＝0，求得单振荡回路中电容上的电压u_c＝E_m(1－cosωt)，E_m为稳态分量；－E_mcosωt为自由振荡分量；

设t＝0时初始电压为零的空载长线与交流电源e(t)＝E_m(cosωt+θ)接通，利用拉普拉斯变换得合闸后线路首端电压U₁(S)为：

Z_Rk(S)＝Z_c1cot[β(S)l] (3)

其中，E(S)为电源电压，SL_S为电源内电感的运算形式电抗，Z_Rk(S)为空载长线路首端的入口阻抗；

合闸后线路末端电压U₂(S)为