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电力电缆在线测温及载流量监测的研究进展与应用

作者: 时间:2017-01-06 来源:网络 收藏

3国外应用实例

与我国相比.国外发达国家的电缆平均故障率较低。其中一个重要的原因就是国外较早开展了对电缆系统有效的在线监测工作。而温度在线监测是其中很重要的一个方面。下面,对国外近年的一些应用情况进行简要介绍。2004年,在维也纳城市的北部区域建造了一条5.2km长400kV电缆线和一条9.1km长400kV的架空线连接。在该电缆线路中,采用了实时热状态监测系统,具有地下高压电缆及其配件热力学性能连续监测的能力,它使运行人员能够利用实时条件而不是使用传统的估算来获得电缆的运行等级16l。它的实时热状态监测系统包括两个主要部分:第一个部分是远程数据获取系统DAS(DataAcquisitionSystem),它通过合适的传感器收集电缆物理变量的所有信息(电缆及感温光纤的敷设情况如图1所示)。其它部分本质上是从传感器接收所有数据的计算机,通过合适的软件计算来评估电缆的实时性能——暂态情况和稳态情况。软件能够监测电流条件和系统运行情况,预报过载容量,或者监测电缆周围的可能环境变化。从而预报可能的紧急情况,使系统最优化

运行或进行预防测量。另一个例子是2004年丹麦电网充电运行的两回路三相400kV挤出绝缘电缆。电缆的敷设如图4所示。为了验证预先的计算,沿每条回路的中间相电缆包绕了一根管道.而在管道中放置一根塑料光缆。2005年,分布式温度监测装置得以安装,以监测电缆全线并发现热点。分布式温度监测系统直接向控制中心的监视控制与数据采集SCADA(supen,isoryControlAndDataAcquisition)系统发送警报。共有两个报警级别.一是当光缆温度超过50℃时提出警告:二是当导体温度接近90℃(光缆温度大约为70℃)时报警。

以下介绍的事例将直接监测电缆线芯温度。连接不列颠哥伦比亚省大陆部分与温哥华岛的

两回i相525kV交流海底电缆系统是在1984年敷设的分为两段,分别穿越Malaspina和Georgia海峡,由2条自容式充油电缆组成。穿越海峡部分的电缆直接放置在海底;靠近海岸线、水深不足20m的地方,电缆埋设在约1m深的电缆沟中:在陆地部分,每根电缆单独敷设在1.5。2m深的水泥槽中,旁边敷设两根直径为100mm的聚乙烯管道.构成强迫

循环系统.以冷却电缆。槽中充填高热导率的混合水泥,并以水泥板覆盖,如图5所示。

1995年,相关人士递交了一份报告,提出应用分布式光纤温度测量系统来确定现有地下传输电缆的热瓶颈.其潜在的功能还包括增加高压电缆的传输容量.以及避免可能造成不良后果的过负荷。就此,相关单位专门向电缆供应商咨询了在海缆的导体充油管道中插入内置光纤的不锈钢管的可行性,经过多方验证,得到了肯定答复。因此,在2003~2004年问.光缆(由两根末端开口的多模光纤置于直径为1.8mlTl的不锈钢管中构成)被放入。图6给出了分布式温度检测DTS(DistributedTemperatureSensing分布式温度监测)系统以及电缆和光纤在电站的连接情况照片。

系统可以对导体温度进行实时监测,实现电缆系统在最优模式下运行;研究海缆在陆地部分

热特性,从而更精确地确定电缆系统的热等级;在此基础上.探索强迫冷却系统的有效性,并对现有系统进行优化。

4结论

通过对国内外在电力电缆温度及载流量在线监测方面研究进展的介绍及分析,以及国外应用实例的分析,得出以下结论:

(1)对电力电缆.尤其是高压/超高压电缆的运行温度进行在线监测,是掌握电缆运行状况、保证安全运行的有效手段,也是进行合理的电力调度的基本依据.具有重要的工程意义:

(2)对现已安装运行的电缆系统.可以采取在局部区域加装温度监控装置的方式.实时测量中间接头、终端以及热瓶颈处的电缆表面温度.了解电缆运行状态:

(3)对将要敷设的高压电力电缆,可沿线敷设测温光纤,对电缆全线进行温度监控.获知运行状况:

(4)对仍处在选型阶段的重要电缆线路,如高压/超高压电缆、跨海电缆等。可直接选用在电缆内安装有感温光纤的结构形式,从而精确获取电缆的运行温度,保证电缆的使用寿命,并保障电网安全。

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