地下电缆温度场的场路结合算法

精确模拟地下电缆的散热特性,对电缆的安全、稳定运行具有重要意义。文章基于有限容积法和等值热路法,提出了场路结合的地下电缆温度场计算方法和计算模型。该算法仅对土壤区域进行数值计算,将电缆等效为点热源,电缆各层的温度由热路法求得,包围电缆的土壤层的温度由数值计算后经插值求得,有效解决了土壤区域与电缆区域边界不一致给计算带来的困难,且减少了计算工作量、提高了计算速度。通过试验验证了该算法的正确性。     

场路结合法求解地下高压电缆载流量

研究了埋设于复杂土壤中的电力电缆在稳态及暂态情况下的温度场和载流量.土壤区域采用有限容积法离散传热方程,并采用交替方向块迭代法加快求解速度,在求得土壤的稳态温度场或暂态温度场的一个时步的收敛温度场后,与电缆区域的等值热路法相结合,最终求得电缆导电线芯的温度及载流量.通过在与电缆导电线芯同圆心的土壤圈上进行二次插值将数值计算求得的土壤区域温度场和电缆区域的等值热路计算结果联系起来.为了加快计算速度,土壤采用了不均匀网格.采用变导热系数将土壤水分迁移的影响和电缆各层材料导热系数随温度变化的影响考虑进来.有效地解决了土壤区域与电缆区域边界不一致给计算带来的困难,编程简单方便,计算速度快.通过与试验结果的比较,证明了方法的正确性.     

直埋电缆载流量的改进算法

介绍了IEC标准中基于等值热路思想计算敷设于均匀土壤中的直埋电缆载流量的算式,以及利用校正系数解决有回填土情况的修正方法,但该方法存在校正系数选取过程复杂、校正依据缺乏工程可靠性和通过试验获取校正系数工作量大成本高等不足。为此,针对目前行业内应用较多的解析方法和数值方法,提出在直埋电缆区和敷设土壤区分别采用热场计算的改进数值方法和热路计算的解析法,以有限容积法为基础,将数值方法得到的土壤温度场与电缆等值热路法相结合求解缆芯温度和载流量。采用基于场路结合的有限容积法编程仿真,并利用土壤直埋带绝缘发热管加热实验进行验证,结果表明改进方法保留了数值计算准确性的同时提高了计算速度,仿真结果与测量结果的计算误差仅为1.3℃。     

地下电力电缆集群的不等间距优化设计

电缆载流量是电缆设计和运行中的一个重要参数。电缆集群等间距敷设时,互热效应使得敷设区域中央电缆的温度高于边缘电缆的温度。为提高地下电缆集群的输送能力,以电缆集群载流量最大为目标函数,以每根电缆温度低于其最高额定温度为约束条件,采用等值热路法和有限差分法分别求解了均匀土壤和不均匀土壤中电缆集群的载流量,并采用人工鱼群算法确定电缆的最优位置。计算结果表明,不等间距优化布置策略提高电缆群载流量的效率随回路数的增加和回填土热阻系数的增加而增加。不等间距优化设计提高了电缆群的载流量。     

基于耦合场的通风电缆沟敷设电缆载流量计算及其影响因素分析

根据电缆沟通风系统内流体流动与传热的特点,建立电缆沟通风系统三维流体流动与传热耦合计算模型,给出求解域相应的边界条件和假设条件,采用有限元法对流体场和温度场方程进行耦合计算,得到电缆沟内流体速度分布和电缆表面温度分布特性,验证了耦合模型的正确性;并在求得电缆表面最高温度的基础上,利用电缆区域的等值热路法和数值迭代法计算了电缆允许载流量.此外,基于该模型通过实例仿真得出了不同影响因素对通风电缆沟敷设电缆允许载流量的影响规律:电缆载流量随着进风速度的增大而增大;进风温度每升高1K,电缆允许载流量相应下降约5.6 A;随着电缆隧道通风长度的增加,电缆允许载流量随之下降.     

地下埋设电缆温度场和载流量的数值计算

为确保电缆能够安全、正常的工作 ,又充分发挥电缆的输送能力 ,采用精确方法预计地下电缆的载流量与热特性具有重要意义。采用有限差分法 ,用坐标组合方式对土壤区域和电缆区域分别进行计算 ,并引进当量热阻系数简化管道中敷设电缆的计算 ,最终确定了任意敷设方式下电缆允许的载流量。     

电缆沟敷设方式下电缆载流量计算及其影响因素分析

根据传热学的基本原理,利用有限单元自动划分法,建立了一种基于有限元法的电缆载流量计算模型,能按照实际敷设情况的变化对模型参数进行修改。根据电缆的结构参数和周围敷设区域的物性参数分析了电缆沟中电缆区域温度场分布情况,并提出基于二分法计算电缆载流量的方法。对比分析结果表明,相对于IEC60287中的热路法,该模型不仅计算结果准确,而且能更方便地考虑外界环境因素对电缆载流量的影响。通过实例仿真得出不同影响因素对电缆温度场分布的影响规律,并验证了该模型的准确性和可靠性。     

坐标组合法对直埋电缆与土壤界面温度场的数值计算

高压电力输送在城市一般都采用地下电缆的形式。为确保电缆能够安全 ,正常的工作 ,采用精确的方法预计地下电缆的载流量与热特性是很有意义的。本文采用有限差分法 ,用坐标组合的方式对土壤区域和电缆区域分别进行计算 ,最终可以确定任意敷设方式下电缆允许的载流量。计算与实验结果进行比较 ,认为完全可以满足实际需要。     

直埋地下电缆温度场和载流量的数值计算

高压电力输送在城市一般都采用地下电缆的形式。为确保电缆能够安全，正常的工作，采用精确的方法预计地下电缆的载流量与热特性其意义是很大的。本文采用有限差分法，用坐标组合的方式对土壤区域和电缆区域分别进行计算，最终确定了任意敷设方式下电缆允许的载流量。由于土壤的导热系数对电缆的载流量有很大影响，为此特别搭建土壤导热系数实验台，用于精确的测量土壤的导热系数。     

地下直埋电力电缆周期载流量的数值计算

电力电缆载流量是电缆运行中的一个重要参数,其值是在电缆电流恒定的条件下得到的.但电力系统实际运行时,负荷电流一般是周期性变化的.IEC 60853给出了均匀土壤中直埋电缆日周期性负荷因数的计算方法.本文基于有限差分法,编制了电力电缆暂态温度场数值计算程序,并采用该程序计算了均匀土壤和不均匀土壤中直埋电缆的日周期性负荷因数.计算结果表明:以数值计算方法为依据可进一步提高电缆的输送能力.