地下电缆集群的优化运行

电力电缆载流量是决定电缆输送能力的一个重要参数,其值可采用IEC60287标准进行计算。因电缆集群在统一的载流量下运行,没有充分挖掘电缆的输送能力。为提高地下电缆集群的总体输送能力,在IEC60287标准基础上,以电缆群电流之和最大为目标函数,以每根电缆温度低于其最高额定温度为约束条件,采用障碍函数法和改进牛顿法求解极值,确定每一回路的优化运行电流。计算结果表明,优化运行策略可以提高电缆群输送电流约5%～6%,显著地提高了电缆的使用效率。     

基于内点法的高压电缆载流量优化研究

电缆集群以统一载流量为最大负荷电流运行时,未充分发挥电缆的总体送电能力,并非最优运行状态。为提高地下电缆集群的输送能力,以电缆群负荷电流之和最大为目标函数,在每根电缆运行温度小于最高额定温度的约束下,采用非线性内点法进行求解极值,确定每一回路的最优运行电流。结果表明电缆集群的优化运行可提高电缆群的整体输送能力5%左右,增强了电缆运行的经济性。     

埋地电力电缆的优化研究

为了解决以载流量为负荷电流上限运行方式导致电缆（尤其是集群敷设）负荷潜能不能充分发挥的问题,基于通用的行业标准（IEC标准）,在单根电缆长期运行不超过最高温度的条件下,以实现缆群整体负荷最大化为目标,计算电缆群输送电流.通过提高外围电缆的运载电流和适当降低中间电缆的电流值,实现缆群整体缆芯温度趋于相当,降低缆芯平均温度与90℃的温差,从而达到提高电缆群体送电能力的目标.优化计算方法可使电缆群电流负荷潜能得到发掘,有效提高电缆的经济效益.     

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。     

提高地下高压电缆载流能力的优化方法

为提高现有地下电缆群的总体送电能力,对目前以统一栽流量为最大负荷电流的保守运行方法进行改进。在IEC标准的基础上以整体负荷电流最大为目标,以单根电缆不超过最高长期运行温度为限制条件,基于障碍函数法及改进牛顿法的技术手段求解总负荷电流极大值,对每一回路运行电流进行优化。计算表明,该优化方法可使总负荷电流提高5％左右,在多回路敷设时优化效果更好,明显提高了电缆运行的经济性。     

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.     

交联电缆集群敷设载流量的数值计算

在人口稠密的大城市,电力通常通过直埋电力电缆集群来传输。电缆载流量是电缆设计和运行中的一个重要参数。IEC 60287标准给出了单一媒质即均匀土壤中电缆群稳态载流量的计算方法,并给出了有回填土的非单一媒质中电缆群的载流量修正计算方法。为给电缆工程的设计与运行提供科学依据,采用基于场路结合的有限差分法,提出了非单一媒质中电缆群的载流量数值计算方法,深入研究了不均匀土壤中的电缆载流量及其影响因素。计算结果表明,IEC外部热阻修正计算方法的计算精度与回填土热阻系数有关。回填土热阻系数较大时,IEC计算载流量显著偏低。     

电力电缆短期允许负载电流的计算

综合了空气中、直接埋地两种敷设下电力电缆短期允许负载电流的计算方法,研究了其中土壤划分区域个数的选择、短时负载前电缆非满载运行下线芯温度的确定等问题并参考载流量计算中相关参数的确定方式,给出了电缆在直埋更换回填土以及水泥槽中管道敷设情况下的短期负载电流计算公式,并以简单计算验证其正确性。相关设计思想可供其它敷设方式的电缆短期负载电流计算参考。     

电缆线路的电缆群载流量优化数值计算模型研究

电力电缆载流量的计算对电缆线路的设计、敷设以及运行都具有重意义。因而以排管敷设电缆群为研究对象,借助优化设计算法理论,建立了排管敷设电缆群载流量优化数值计算模型;把电缆群的总载流量达到最大作为目标,把电缆群中所有电缆线芯温度不超过规定温度限值作为约束条件,对电缆群中所有电缆的载流量进行优化计算。通过ANSYS仿真优化计算的结果可知,与迭代法相比,利用优化算法计算电缆群载流量可以将电缆群的总载流能力提高约6%。本算法的结果显示,通过设计电缆群电流分布的最优化通流方案,能最大限度地提高电缆群的总载流能力。     

根据导体温升特性实现高压单芯电缆动态增容的实验研究

为了动态增加运行电缆的输送容量,在分析动态增加运行电缆输送容量的必要性后提出了实现电缆动态增容的方法,并模拟电缆的隧道敷设环境设计了110kV交联聚乙烯单芯电缆的正常负荷、满负荷、超负荷等阶跃电流温升实验。分析发现:实验得到的电缆导体温升时间与理论计算得到的导体温升时间基本相符;电缆增加的容量在电缆正常负荷运行范围内,根据供电需求可以长时间对电缆进行动态增容;电缆由正常容量增加到电缆满负荷运行时,在导体温升时间范围内,电缆导体温度达到的最大数值为87%额定工作温度,因此也可以根据供电需求长时间动态增加电缆的容量;电缆由正常容量增加到电缆超负荷运行时,当电缆超负荷20%,电缆运行约50%导体温升时间后,电缆导体温度才达到额定工作温度。因此,利用电缆的导体温升时间,可以动态增加电缆的输送容量,甚至可以让电缆处于满负荷或者超负荷的运行状态。这对电缆线路负荷优化、电力调度以及相关工程实践具有参考意义。     

基于VB的电力电缆载流量截面选择软件系统开发

电线、电缆载流量截面是电气工程设计人员选择电线、电缆时主要考虑的因素。一般的电线电缆选择手册中会给出电线电缆相应截面对应的载流量,选择基本的载流量后乘以修正系数,如环境温度、土壤热阻系数、多回路电缆束、敷设方式等。利用VB语言开发了电力电缆载流量截面选择软件。可提高选择电线电缆载流量截面的工作效率。     

10 kV三芯交流电缆不同敷设情况下的直流化改造

本文以城市配电网中常见的10 kV三芯交流电缆为例,对空气、直埋和排管这三种敷设情况下的电缆进行直流化改造仿真研究。采用ANSYS有限元仿真软件中的热-电耦合模块和电磁-热-流耦合模块对电缆进行仿真,并将电缆分为单极不对称、双极三线和三极共三种接线方式。首先依据温度场和电场仿真结果得出三种敷设情况三种接线方式下电缆的直流载流量和合适的运行电压范围,然后以仿真所得到的载流量和运行电压为基础,分析电缆改造前后的最大传输功率大小,最后进行多回线路敷设时的温度场仿真。研究结果表明,交流电缆直流化改造后功率传输能力有了一定的提升,且直埋敷设提升效果更为明显。     

直埋电力电缆温度场计算模型

研究了埋设于复杂土壤中的电力电缆在暂态和稳态情况下的温度场和载流量,用有限差分法离散传热方程,对电缆和土壤区域分别采用极坐标和直角坐标;为了加快计算速度,采用了不均匀网络。本模型适用于电力电缆稳态和短路或过载等暂态的温度场和载流量的计算。     

直埋集群敷设配电缆的载流量多回路修正系数校核

配电网中电缆线路多、负荷重,集聚敷设十分常见。为了计算电缆集聚敷设载流量,开发了三芯电缆载流量计算软件。通过软件计算和现场试验,研究并校核了直埋敷设多回路修正系数。结果显示,单回路和四回路载流量试验结果与计算值吻合,验证了理论计算的正确性。多回路修正系数研究还表明,目前正在使用的直埋敷设多回路10 kV三芯电缆载流量修正系数偏大,不利于配电电缆线路的安全运行,建议采用所提出的直埋集聚敷设多回路修正系数推荐值对其进行修正。     

变电站电缆通道多参量采集和预警技术研究

针对变电站电缆通道数量的不断增加,电缆分布众多,某条线路的故障会带来极大的安全隐患。文中提出一种变电站电缆通道多参量采集和预警系统的设计方案,重点研究电力电缆的温度场和载流量。通过有限元分析软件,建立了10 kV单芯电缆四回路标准敷设电缆沟的几何模型,并采用割线法计算稳态载流量。通过实验分析了不同工况下的温度场和载流量。结果表明,对于在线电缆温度监测,只需要对温度最高的电缆进行监测,电缆铺设密度过高会导致电缆的载流量下降。该研究为中国变电站电缆通道多参量采集和预警技术的发展提供一定的参考和借鉴。     

排管电缆群布置方式的联合优化方法研究

电缆群不同的布置方式会影响其温度场的分布,进而对其载流量产生影响。文中以3×4排管敷设配电电缆群为对象,利用COMSOL和MATLAB建立电缆群温度场联合仿真模型,以等负荷电缆群中最热电缆线芯温度最低为依据优化多回路电缆群的布置。在多回路所有布置方式电缆群温度仿真计算的基础上,最终确定电缆群的最优布置方式以及新增电缆最优布置方式。结果显示电缆群布置方式优化能显著提高电缆群载流能力,降低运行温度,对电缆的长期安全经济运行有重要意义。     

电力电缆载流量计算视窗化

相对于电压而言电缆载流量是电缆运行中重要的动态参数。在正常情况下它决定着电缆使用寿命。我国电缆载流量计算的行业标准 JB/T10 181- 2 0 0 0等同于 IEC6 0 2 87标准。电缆载流量计算软件化是发展的必然趋势。它将以现场为条件的动态视窗参数取代静态的载流量表 ,从而在使用方面更接近现场环境条件并从繁琐的数字计算解放出来。采用 VB编程是电力电缆载流量计算视窗化最理想的计算手段之一。我们将以XL PE电缆为契机向电力电缆载流量计算视窗化进军。     

管道内填充导热介质提高电缆载流量

电力电缆排管敷设时,因预埋管中空气热阻较大,使其载流量比直埋方式的载流量有显著下降。为提高预埋管敷设方式下电缆输送能力,可向管道内填充导热介质以改善管道的散热状况。采用基于坐标组合的有限差分法,编制了电缆排管敷设温度场和载流量通用计算程序。程序计算结果与模拟试验及现场试验结果相符。计算结果表明,单回路电缆填充导热介质可提高载流量约5.6%,降低缆芯温度约7°C。多回路电缆由于电缆间的互热效应,填充导热介质对提高载流量的作用显著减小。管道内填充导热介质,可降低电缆运行温度,提高电缆输送能力。     

低压配电线路中断路器负载侧电缆的保护

针对配电线路中存在的出于负载侧电缆与保护断路器的配合不当,使和负载是不到有效的保护,导致电缆绝缘导温升过高引发线路和短路和漏电事故。本文重点介绍配电线路的保护、电缆与断中睡器的配合以及最大电缆保护长度的确定。