[發明專利]一種單芯電纜金屬層過電壓的確定方法

有效

• 申請號: 201310354437.0
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103413047A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 胡振興;李婭西;齊春;楊毅偉;李永強
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團西南電力設計院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑;詹永斌

技術領域

本發明涉及電氣技術領域，尤其是涉及一種單芯電纜金屬層過電壓的確定方法。

背景技術

在電力系統中，當電壓等級超過35kV時，電力電纜大多數采用單芯電纜，單芯電纜金屬層過電壓的確定是單芯電纜設計的一個重要內容。

目前主要的計算單芯電纜金屬層過電壓有兩種方法：第一種方法是采用電子計算機計算，這種方法需計算電路的正序、負序、零序阻抗，利用電路原理求解各種參數。但實際上，由于短路型式很多，計算編程很難將所有短路型式都考慮在內。第二種方法是采用解析算法，但這種方法只能計算簡單的短路型式，如單相、三相短路，對于較為復雜的兩相接地短路難以計算，且計算過程比較復雜。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種單芯電纜金屬層過電壓的確定方法，可幫助設計出最合理的單芯電纜、大大節省工程造價、具有良好的經濟效益。

本發明的發明目的通過以下技術方案來實現：

一種單芯電纜金屬層過電壓的確定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）根據單芯電纜所在的電力導線系統，建立以下矩陣方程：其中ZLn=Rn+jμ02π(ln1rn),]]>ZMki=jμ02π(ln1Eki),]]>式中Z_Ln為第n根導線自阻抗，Z_Mki為第k、i根導線互感抗，R_n為第n根導線電阻，r_n為第n根導線等效半徑，D_ki為第k、i根導線間距，為流過導線的電流、為導線兩端的電壓差；

（2）根據基爾霍夫電流定律建立需要確定過電壓值的單芯電纜的電流方程；

（3）根據基爾霍夫電壓定律建立短路型式下的特征方程；

（4）聯立前述三個方程，并求解得到單芯電纜金屬層兩端電壓差，然后根據單芯電纜金屬層兩端電壓差確定單芯電纜金屬層過電壓。

優選的，步驟（1）中單芯電纜所在的電力導線系統包括三相導線、三相導線各自的金屬層、回流線和將大地等效成的大地導線。

優選的，所述的大地導線的自感為與任意其他導線互感均為等值深度和等值半徑均為D_g。

優選的，當為單端接地A相單相短路時，A相單芯電纜的電流方程為為A相電流、為大地導線中的電流、為回流線中的電流。

優選的，當為單端接地A相單相短路時，其特征方程為為回流線兩端電壓、為大地導線中的電流、R₁和R₂為導線兩端的接地電阻、R_g為大地電阻、為大地導線的電壓。

優選的，根據單芯電纜金屬層兩端電壓差確定單芯電纜金屬層過電壓具體為，先將單芯電纜金屬層兩端電壓差減去回流線兩端電壓差，即可得出對回流線電位；再疊加上地網電位升高，即可得出金屬層對地電壓，即金屬層過電壓。