3國外應(yīng)用實例
與我國相比.國外發(fā)達國家的電纜平均故障率較低。其中一個重要的原因就是國外較早開展了對電纜系統(tǒng)有效的在線監(jiān)測工作。而溫度在線監(jiān)測是其中很重要的一個方面。下面,對國外近年的一些應(yīng)用情況進行簡要介紹。2004年,在維也納城市的北部區(qū)域建造了一條5.2km長400kV電纜線和一條9.1km長400kV的架空線連接。在該電纜線路中,采用了實時熱狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),具有地下高壓電纜及其配件熱力學性能連續(xù)監(jiān)測的能力,它使運行人員能夠利用實時條件而不是使用傳統(tǒng)的估算來獲得電纜的運行等級16l。它的實時熱狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括兩個主要部分:第一個部分是遠程數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)DAS(DataAcquisitionSystem),它通過合適的傳感器收集電纜物理變量的所有信息(電纜及感溫光纖的敷設(shè)情況如圖1所示)。其它部分本質(zhì)上是從傳感器接收所有數(shù)據(jù)的計算機,通過合適的軟件計算來評估電纜的實時性能——暫態(tài)情況和穩(wěn)態(tài)情況。軟件能夠監(jiān)測電流條件和系統(tǒng)運行情況,預報過載容量,或者監(jiān)測電纜周圍的可能環(huán)境變化。從而預報可能的緊急情況,使系統(tǒng)最優(yōu)化
運行或進行預防測量。另一個例子是2004年丹麥電網(wǎng)充電運行的兩回路三相400kV擠出絕緣電纜。電纜的敷設(shè)如圖4所示。為了驗證預先的計算,沿每條回路的中間相電纜包繞了一根管道.而在管道中放置一根塑料光纜。2005年,分布式溫度監(jiān)測裝置得以安裝,以監(jiān)測電纜全線并發(fā)現(xiàn)熱點。分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)直接向控制中心的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集SCADA(supen,isoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng)發(fā)送警報。共有兩個報警級別.一是當光纜溫度超過50℃時提出警告:二是當導體溫度接近90℃(光纜溫度大約為70℃)時報警。
以下介紹的事例將直接監(jiān)測電纜線芯溫度。連接不列顛哥倫比亞省大陸部分與溫哥華島的
兩回i相525kV交流海底電纜系統(tǒng)是在1984年敷設(shè)的分為兩段,分別穿越Malaspina和Georgia海峽,由2條自容式充油電纜組成。穿越海峽部分的電纜直接放置在海底;靠近海岸線、水深不足20m的地方,電纜埋設(shè)在約1m深的電纜溝中:在陸地部分,每根電纜單獨敷設(shè)在1.5。2m深的水泥槽中,旁邊敷設(shè)兩根直徑為100mm的聚乙烯管道.構(gòu)成強迫
循環(huán)系統(tǒng).以冷卻電纜。槽中充填高熱導率的混合水泥,并以水泥板覆蓋,如圖5所示。
1995年,相關(guān)人士遞交了一份報告,提出應(yīng)用分布式光纖溫度測量系統(tǒng)來確定現(xiàn)有地下傳輸電纜的熱瓶頸.其潛在的功能還包括增加高壓電纜的傳輸容量.以及避免可能造成不良后果的過負荷。就此,相關(guān)單位專門向電纜供應(yīng)商咨詢了在海纜的導體充油管道中插入內(nèi)置光纖的不銹鋼管的可行性,經(jīng)過多方驗證,得到了肯定答復。因此,在2003~2004年問.光纜(由兩根末端開口的多模光纖置于直徑為1.8mlTl的不銹鋼管中構(gòu)成)被放入。圖6給出了分布式溫度檢測DTS(DistributedTemperatureSensing分布式溫度監(jiān)測)系統(tǒng)以及電纜和光纖在電站的連接情況照片。
系統(tǒng)可以對導體溫度進行實時監(jiān)測,實現(xiàn)電纜系統(tǒng)在最優(yōu)模式下運行;研究海纜在陸地部分
熱特性,從而更精確地確定電纜系統(tǒng)的熱等級;在此基礎(chǔ)上.探索強迫冷卻系統(tǒng)的有效性,并對現(xiàn)有系統(tǒng)進行優(yōu)化。
4結(jié)論
通過對國內(nèi)外在電力電纜溫度及載流量在線監(jiān)測方面研究進展的介紹及分析,以及國外應(yīng)用實例的分析,得出以下結(jié)論:
(1)對電力電纜.尤其是高壓/超高壓電纜的運行溫度進行在線監(jiān)測,是掌握電纜運行狀況、保證安全運行的有效手段,也是進行合理的電力調(diào)度的基本依據(jù).具有重要的工程意義:
(2)對現(xiàn)已安裝運行的電纜系統(tǒng).可以采取在局部區(qū)域加裝溫度監(jiān)控裝置的方式.實時測量中間接頭、終端以及熱瓶頸處的電纜表面溫度.了解電纜運行狀態(tài):
(3)對將要敷設(shè)的高壓電力電纜,可沿線敷設(shè)測溫光纖,對電纜全線進行溫度監(jiān)控.獲知運行狀況:
(4)對仍處在選型階段的重要電纜線路,如高壓/超高壓電纜、跨海電纜等??芍苯舆x用在電纜內(nèi)安裝有感溫光纖的結(jié)構(gòu)形式,從而精確獲取電纜的運行溫度,保證電纜的使用壽命,并保障電網(wǎng)安全。
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