[发明专利]一种交流电缆改直流运行的长期电压试验系统

说明书

本发明公开一种交流电缆改直流运行的长期电压试验系统，涉及电力输送领域。直流源不能承受电缆试验高压，为了接近交流直接改为直流运行工况，如何实现对试验电缆同时施加直流电压和直流电流，以消除涡流对电缆绝缘层最大温差的影响，就成为现阶段需重点突破的技术难题。本系统包括试验回路和模拟回路串联电缆系统、直流高压发生器、大电流直流发生器、输入端接交流电源的隔离变压器、控制器，模拟回路电缆导体与外护套、大电流直流发生器、模拟回路的无线测温模块与直流高压发生器通过绝缘支撑台实现同电位，模拟回路设电流电压测量传感装置和无线电缆测温传感器，电流和电压信号通过控制器传递给上位机，由上位机进行实时监测和控制。能有效实现对交流电缆改直流运行进行长期电压试验。

技术领域

本发明涉及电力输送领域，尤其涉及一种交流电缆改直流运行的长期电压试验系统。

背景技术

随着城市输电走廊选取愈发困难以及对供电可靠性的要求日益提高，XLPE电缆以其优异的电学性能、力学性能和理化性能在城市配网中得到越来越广泛的应用。其中直流输电相比于交流输电，其输送效率高，线路损失小；调节电流和改变功率传递方向方便；线路用线少，投资费用低，对于长距离输电比交流经济；直流电缆的长度不受电容电流的限制，对过海霞、海岛输电等较为有利；可作为两种电网联接线，甚至两种电网的频率不同时也可应用，它还能降低主干线与电网之间的短路电流。从目前的行业经验来看，110kV及以下电压等级的交流电缆具备直接改为直流运行的可能性及可行性，而220kV及以上电缆由于强场下的空间电荷效应以及厚绝缘的温度影响，由交流直接改为直流运行将存在较大风险，不推荐进行，超高电压等级下直流电缆应使用专门的直流绝缘及屏蔽料。因此，通过适当的运行参数、运行方法的设计，可以将交流电缆用于直流输电。

现有传统直流电缆长期电压试验采用2回电缆线路，通过多组穿心变压器给2回电缆线路分别施加交流电流进行温升，模拟回路和多组穿芯变不承受试验电压；现有传统直流电缆长期电压试验由于试验回路和模拟回路非同一电流，使试验回路和模拟回路电流数值相近，把模拟回路作为测温参考，通过热电偶采集温度信号利用光纤有线传输数据。

当电缆本身电压等级较低时，交流电流在电缆绝缘护套产生感应电流，形成涡流。涡流同一般电流一样，会产生热效应。对于直流电缆来说，长期电压试验中，需要测量电缆导体温度和绝缘层最大温差。所以采用传统加热方式会影响低电压等级的电缆绝缘层最大温差，从而对电缆温升产生影响。在这种情况下，需要建立新的对电缆导体施加负荷的方式，以消除涡流对电缆绝缘层最大温差的影响。

因此，如何实现对试验电缆同时施加直流电压和直流电流，以消除涡流对电缆绝缘层最大温差的影响就成为现阶段需重点突破的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种交流电缆改直流运行的长期电压试验系统，以实现对交流电缆用于直流输电进行长期电压试验为目的。为此，本发明采取以下技术方案。