基于拓展传输线理论的高压交流电缆输入阻抗和金属护套电压计算分析

Abstract

基于电缆外部精确电磁场分析方法，提出了一种拓展传输线理论，能够计及广义大地参数和电磁暂态仿真的影响计算电缆输入阻抗。采用电磁暂态仿真程序EMTP-RV，利用拓展传输线理论对典型高压交流电缆开展输入阻抗和金属护套电压特性研究，研究当合闸于空载电缆时的金属护套暂态电压特性；通过对正序激励下的电缆输入阻抗模值-频率响应进行研究，分析由三相金属护套交叉互联产生的多种传播模态。采用拓展传输线理论计算的结果与使用基于矩量法的改进数值电磁场分析方法（method of moments-surface admittance operator，MoM-SO）的计算结果基本拟合，与现有电磁暂态仿真软件中（ATP-EMTP、PSCAD/EMTDC和EMTP-RV）的Cable Constants子程序计算结果出现显著性差异。当合闸于空载电缆线路时，受大地电阻率影响，采用Cable Constants子程序计算出的电缆金属护套最大暂态电压与采用拓展传输线理论所得出的结果相比，计算偏差位于1.8%至135%之间。考虑输入阻抗计算和暂态仿真的关键性差异，研究内容对今后开展高压交流电缆参数计算、模态分析、电磁暂态仿真、过电压研究具有参考意义。

Keywords

• 高压交流电缆
• 电磁暂态
• 参数计算
• 模态分析
• 数值电磁场分析