电缆出线变电站运行特性分析

《电缆出线变电站运行特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、路为2359.017km。中心城区城市化程度的不断提高和用电负荷的快速增长给城网中、高压线路电缆化带来了广阔的应用前景，也必然导致了电缆出线变电站这种新的变电站出线方式。1.2电缆出线变电站与架空出线变电站的异同电缆出线变电站的建设模式较多，但其基本构成和一次设备参数等与常规架空出线变电站之间不存在太大的差别。电缆出线变电站相对于架空出线变电站，其主要的不同点在于电缆线路与架空线结构不同导致它们的电气参数不同。1.2.1电力电缆和架空线的结构差异架空线是裸导线或绝缘导线架空敷设，靠绝缘子实现电气绝缘和机械固定。由于架

2、设在露天，容易受自然环境的影响，所以要求导线必须具有良好的导电性能和足够的机械强度、耐腐蚀性强、质量小、价格低。电缆的结构比架空线复杂，它除了有电缆芯（导体）外，还具有能承受电网电压的绝缘层，以及包覆在绝缘层上，使其长期保持绝缘性能的保护层。电压等级稍高的电缆，其导体外和绝缘层外，还有用半导体或金属材料制成的屏蔽层。电力电缆的品种和规格有上千种之多，分类方法多种多样。通常按电缆的绝缘和结构不同，可分为纸绝缘电缆、挤包绝缘电缆和压力电缆三大类。其中，挤包绝缘电缆又称固体挤压聚合电缆，是20世纪60年代以后技术发展最快的

3、电缆品种，它与纸绝缘电缆相比，具有制造周期较短、效率较高、安装工艺较为方便、导体工作温度可达90℃等优点。由于制造工艺的不断改进，如用干式交联取代早期的蒸汽交联，采用悬链式生产线以及红外辐照交联工艺等等，使得110～220kV高压交联聚乙烯电缆产品具有优良的电气性能，能满足城市电网建设和改造的需要。现在，在35kV及以下电压等级，交联聚乙烯电缆已逐步取代了油浸纸绝缘电缆。110～220kV交联聚乙烯电缆，在上海、北京、广州、天津等大、中城市电网中已成批投入运行。图1-1为三芯交联聚乙烯绝缘、铜芯钢带铠装聚氯乙烯护套电

4、力电缆（YJV22）的典型结构图。1、电缆绝缘层厚度主要取决于以下三个因素：（1）工艺上允许的最小厚度。根据制造工艺的可能性，绝缘层必须有一个最小厚度。1kV及以下的电缆绝缘厚度基本上是按工艺上规定的最小厚度来确定的。2（2）电缆在制造和使用过程中承受的机械力。电缆在制造和使用的过程中，要受到拉伸、剪切、压、弯、扭等机械力的作用。1kV及以下的电缆，在确定绝缘厚度时，必须考虑其可能承受的各种机械力。当满足了所承受的机械力的绝缘厚度，其绝缘击穿强度的安全裕度是足够的。（3）电缆绝缘材料的击穿强度。电压等级在6kV及以上

5、的电缆，绝缘厚度的主要决定因素是绝缘材料的击穿强度。图1-1三芯交联聚乙烯电缆结构图1-导体；2-导体屏蔽；3-XLPE绝缘；5-绝缘屏蔽；5-金属屏蔽；6-填料；7-包带；8-内护套；9-钢带铠装；10-外护套电缆在电力系统中要承受工频电压U0，一般相当于电缆线路的相电压，进行绝缘厚度计算时取电缆的长期工频试验电压，为（2.5～3.0）U0。电缆在电力系统中还要承受脉冲性质的大气过电压和内部过电压作用。大气过电压即雷电过电压。电缆线路一般不会遭到直击雷，雷电过电压只能从连接的架空线侵入。装设避雷器能使电缆线路得到有

6、效保护。因此电缆所承受的雷电过电压取决于避雷器的保护水平Up（Up是避雷器的冲击放电电压和残压两者之中数值较大者）。通常，取（120～130）%Up为线路基本绝缘水平BIL（BaseInsulateLevel），即电力电缆雷电冲击耐受电压，如表1-1所示。表中220kV及以上有两个数值，可根据避雷器的保护特性、变压器及架空线路的冲击绝缘水平等因素进行计算选取。内部过电压（即操作过电压）的幅值，一般低于雷电过电压的幅值。3表1-1电力电缆雷电冲击耐受电压值（kV）额定电压8.7/1012/2021/3526/3564/

7、110127/220190/330290/50095011751550雷电冲击耐受电压（BIL）95125200250550105013001675综上，确定电缆绝缘厚度，应同时依据长期工频试验电压和线路基本绝缘水平BIL进行计算，取其厚者。2、电缆的屏蔽层是改善电缆内电场分布的措施。电缆导体由多根导丝绞合而成，它与绝缘层之间易形成气隙，导体表面不光滑，会造成电场集中。在导体表面加一层半导电材料的屏蔽层，与被屏蔽的导体等电位，并与绝缘层良好接触，从而避免在导体与绝缘层之间发生局部放电。这层屏蔽称为内屏蔽层。在绝缘层表

8、面和护套接触处，也可能存在气隙，电缆弯曲时，油纸电缆绝缘表面易造成裂纹，这些都是引起局部放电的因素。在绝缘层表面加一层半导电材料的屏蔽层，与被屏蔽的绝缘层有良好接触，与金属护套等电位，从而避免在绝缘层与护套之间发生局部放电。36屏蔽层的材料是半导电材料，其体积电阻率为10～10Ω·m。油纸电缆的屏蔽层为半导电纸，这种纸时在普通纸中加入适量胶体碳