基于迭代法的单芯电缆载流量的研究

为解决电缆导体温度难测问题,采用迭代方法,以单芯电缆主绝缘能耐受的温升为依据,研究了单芯电缆的载流量。编程计算了单芯电缆金属护套两端直接接地及无环流时的载流量;讨论了环流对载流量的影响,并与IEC计算公式所得结果进行比较,验证了计算的正确性。并研究了双回路运行时,一回路电流对另一回路载流量的影响。结果表明,在两端接地方式下,金属护套环流对电缆载流量的影响很大,约为单端接地方式(无环流)的60%~80%。交叉互联接地方式下分段均匀的电缆,环流相对较小,对载流量的影响不大。负荷不均匀的双回路运行时,其中增加一回路负荷将使其临近回路的载流量减小。     

500 kV交流海底电缆接地方式优化研究

500 kV交流海底电缆通常在线路两端将金属护套及铠装并联后直接接地,此时在护套及铠装上会产生相当大的环流和损耗,进而导致陆上段载流量受限,成为整个海缆线路的输送容量瓶颈。海缆接地方式的选择直接关系着海缆外护层过电压水平、电缆环流水平及电缆输送容量。以南方主网与海南电网第二回联网海底电缆结构型式为例,对锚固点及终端处的接地方式进行优化,即在两侧锚固装置处直接接地,海缆线路两侧终端处经护层电压限制器接地,在满足登陆段外护层感应电压及过电压要求的情况下,提高海底电缆载流量。     

单芯海底电缆金属护层及铠装层环流的数值分析与计算*

为保障机械强度,海底电缆一般都装设金属铠装层,因此海底电缆环流包括金属护套和铠装层环流。而海底电缆环流会加快绝缘老化,并降低线芯载流量。为此,针对两端互联接地、中间分段短接的三相单芯海底电缆系统,建立了海底电缆环流计算模型,并根据电磁场理论对海底电缆电感参数进行了分析,据此计算了不同负荷电流下的海底电缆金属护层和铠装层环流。计算结果表明,线芯电流增大时,金属护套和铠装层环流随之增大,且环流和线芯电流成正比例变化规律。     

单芯电缆金属护套的接地

110kV电力电缆是单芯电缆,必需考虑其金属护套上的环流问题。必须根据实际情况选择合理的金属护套接地方式。金属护套接地不合理会形成环流,加速护套老化,最终影响电缆线路的载流量及运行寿命,并会危及巡检人员安全。     

单芯电力电缆金属护套环流计算及分析*

单芯电力电缆金属护套接地环流将降低电缆的额定载流量、缩短电缆的运行寿命,因此针对金属护套两端接地和交叉互联接地的单芯电力电缆,建立了金属护套接地环流的等值电路和计算模型,并推导了相应模型参数的计算式,在此基础上分析、计算了交叉互联接地方式不同工况下的金属护套接地环流值.计算结果表明,三相电缆系统结构和负荷电流的不对称度越大,则金属护套接地环流越大.     

计及金属护套环流影响的高压电缆温度场及载流量的数值分析

温升和载流量是电缆运行的重要参数,而金属护套环流是影响电缆温升及载流量的关键因素.在综合现有电缆金属护套环流计算理论及电缆温度场和载流量数值计算模型与计算方法的基础上,本文建立了电缆温度场和载流量计算的有限元模型.该模型充分考虑了实际电缆沟工程敷设工况.在此基础上,分析并计算了金属护套环流影响下的典型电缆温度场,讨论了维持三相电缆线芯(或金属护套)最高温度不变前提下金属护套环流影响下的线芯载流量,研究了不同大小环流对电缆温度场和载流量的定量影响规律.结果表明:金属护套环流的增大将导致电缆温度升高,线芯载流量降低;随着电缆金属护套环流的增大,电缆金属护套环流对电缆温度及载流量的影响作用显著增加;相比于维持三相电缆线芯最高温度不变,同一环流影响下维持三相电缆金属护套最高温度不变时计算出的线芯载流量更低.本文的研究成果为保障电缆在工程实际中长期安全高效运行提供了理论指导.     

高压电缆金属护套接地环流平衡抑制方法分析

高压电缆金属护套接地环流增大导致金属护套损耗增加,进而降低电缆传输效率,影响电缆使用寿命。为了抑制金属护套接地环流,建立了高压电缆交叉互联接地方式下金属护套接地环流计算模型,提出并分析了金属护套串联电阻、串联电感、终端串入补偿电感和终端串联接地电阻下接地环流的计算模型及平衡抑制效果。结果表明所提方法对金属护套接地环流均能起到一定的平衡抑制效果,并且优化组合后的方法能够有效抑制接地环流的增大。     

单芯交流海缆不同接地方式下的损耗计算及对载流量的影响研究

为保障单芯交流海缆的运行安全,海缆线路除在两端牢固接地外,有时还需将金属护套和铠装进行分段短接或采用半导电护层,3种接地方式对电缆传输容量的影响尚未有定量分析结论。文中针对大长度平行直线敷设的高压单芯非磁性铠装海底电缆线路展开讨论,建立了金属护套及铠装环流计算的等效模型,采用2种方式对半导电护层的损耗进行评估,在IEC标准基础上,提出了电缆允许载流量的修正计算公式。以交流500 kV充油海缆工程为对象进行了定量计算,结果表明,文中算法可以准确计算海缆线路的允许载流量;3种接地方式对电缆的允许载流量没有显著影响;为避免电流过大导致的加速老化,建议选择电阻率不小于106Ω·m的半导电护层材料。     

电气化铁路27.5kV单相单芯交联聚乙烯电缆载流量计算

电气化铁路单相供电电缆是电气化铁路运行的关键组成部分,为获得铁路专用27.5kV单相单芯交联聚乙烯电缆的载流量,通过仿真计算的方法进行了研究。首先对电缆的运行情况进行分析,用有限元法对比计算了单相供电与三相供电条件下电缆金属护套涡流与环流损耗。在对电缆的环流损耗与涡流损耗计算的过程中,通过对计算单元自由度的修改与温度场的耦合,为电气化铁路单相供电电缆载流量计算建立更为精确的计算模型。在该模型的基础上,根据铁路电缆实际敷设环境,分析了不同接地方式、线芯间距、回路数量、媒质热阻、环境温度下电缆载流量的变化。结果表明:双端接地方式下铁路单相供电电缆金属护套层环流损耗较三相供电提高约75%,单端接地方式下相位影响不明显;电缆温升受相邻电缆间距、周围媒质热阻及温度影响较大;回路数增多,受临近电缆的影响,中间电缆的温升将导致电缆整体载流量下降。     

单芯电缆计及护套环流时载流量的计算

计算了单芯电缆护套两端互联接地计及环流损耗时的载流量 ,得到了计及护套环流损耗时计算电缆载流量较为简单的方法     

高压电缆交叉互联金属护套环流影响因素分析及解决方法

介绍了高压电缆线路采用金属护套交叉互联电缆本体不换位方式设计时金属护套接地环流的现状,以及国家电网公司和南方电网公司对于接地环流的技术要求。提出了接地环流产生的原理,结合部分电力公司的实际案例,指出了接地环流可能对高压电缆线路产生的潜在危害,分析了影响接地环流的若干因素,给出了在相应影响因素下接地环流值及负荷占比。针对影响环流的因素,提出了有效的解决措施和方法,为高压电缆线路使用交叉互联设计以及改造提供了技术支持。     

海底电缆的低频特性分析及仿真研究

分频输电系统在提升输电容量、改善输电通道末端电压质量等方面具有优越性,在大规模深远海风电送出等场合有着广泛的应用前景。为研究分频海上风电系统中海底电缆的低频特性,利用Comsol Multiphysics有限元分析软件建立了海底电缆的磁电热仿真模型,分析了低频环境对其电流分布、运行损耗、运行温度及金属护套接地方式的影响。仿真结果表明:频率降低可改善导体的电流分布,降低海缆各部分损耗,从而降低海缆的运行温度,提高载流量;同时,分频输电可有效改善2种接地方式下屏蔽层的感应电势和环流损耗,能够有效扩大2种接地方式的适用范围。因此,在长距离输送的场景下,采用分频输电方式有助于提高电缆载流量,减少容性充电功率,实现功率传输大幅增长,提升分频海上风电系统的经济性。     

高压XLPE电缆金属护套环流的计算分析

分析高压XLPE电缆金属护套中环流的组成,介绍了电缆金属护套中电容电流、感应电势、感应电流的计算模型,比较了典型110kV、220kV高压电缆在单端接地和交叉互联接地两种接地方式下电缆金属护套环流的计算和实测结果,讨论了金属护套环流计算结果的影响因素。     

单芯电缆金属护套接地方式比较分析

110 kV电力电缆以其设计寿命长、受外界自然条件影响小、日常维护工作量相对较小、不影响城市景观等优点得到广泛使用.但是,110 kV电力电缆是单芯电缆,必需考虑其金属护套上的环流问题.针对金属护套上的环流问题,对常见的110 kV单芯电缆金属护套接地方式进行分析.对比各种接地方式的优缺点.根据实际情况选择合理的金属护套接地方式.     

针对地下配电电缆增容的电缆特殊接地方式优化设计技术

我国面临大规模地下老旧配电电缆增容升级改造。将单芯电缆金属护套两端直接接地改接为特殊接地,是电缆短期增容的有效技术措施。然而,针对体量庞大的配网电缆改造,现有研究缺乏特殊接地方式的优化分段及综合评估方法。为此,首先研究了电缆在特殊接地方式下的载流量计算式,然后依据电击防护理论分析拟定金属护套持续电压,以该持续电压值为约束提出了电缆特殊接地方式的优化分段方法,并制定了相应的工程技术参考图表;在此基础上,融合增容效果、可靠性、经济性因素设计了电缆特殊接地方式综合评估方法。最后以一个实际的配网电缆增容改造案例对所提方法的工程应用进行了说明,并结合ATP/EMTP软件进行了验证。结果表明,将单芯电缆改为特殊接地能充分挖掘已敷电缆的载流量潜力,平行间隔排列方式下的铜芯电缆具有可观的增容空间,结合特殊接地方式的优化分段及综合评估指标能帮助提高改造效率、明确改造效果。     

高压电缆金属护套及铠装结构的损耗计算

在确定电力电缆额定载流量时,必须精确计算金属护套、铠装等结构的损耗因数,尤其对于金属护套采取两端直接互联接地的高压单芯电缆线路,如大长度海底电缆。简单对称敷设情况下护套和磁性铠装结构的损耗因数可以根据IEC 60287中推荐的公式进行计算;若铠装采用非磁性材料,可按照标准中推荐的处理方法获得总的损耗因数,再按两者并联的方式进行分配,获得各自的损耗因数。其它非磁性金属结构按照类似方法处理。当然,也可从基本的等效电路出发,求解电缆金属护套、加强层、铠装层等结构中流过的环流,从而获得损耗因数,这种方法可应用于更复杂或一般性的电缆结构和敷设情况。两种计算方法各有优缺点,可根据需要选用。     

混合排列方式在交叉互联电缆中的应用

城市电网改造引起电缆线路割接,造成原有交叉互联接地方式被打破,这将导致金属护套中产生环流。从分析金属护套环流产生原理入手,找出影响金属护套感应电压的主要因素,通过相量图分析交叉互联电缆金属护套感应电压相量,提出混合排列方式在某些场合可以降低金属护套环流。同时,通过EMTP仿真验证了结论的正确性,并明确了混合排列方式的应用范围。     

城市轨道交通供电系统的中压电缆布置及接地方式

城市轨道交通供电系统的中压电缆一般采用单芯结构，电压等级为交流35kV或10kV。中压电缆布置及接地方式关系着系统传输容量、线路损耗及安全问题，影响到建设成本和运营费用。章以广州地铁三号线为例，对电缆布置及金属护套接地方式从感应电压、电缆损耗、电缆载流量等方面进行了比较，得出了合理的布置及接地方案。     

单芯电缆金属护层保护器发热隐患分析及处理

近年来,35 kV单芯电力电缆以其载流量大、弯曲半径小、敷设路径灵活等优点得到了广泛应用,也给电力电缆的运维管理带来了很多新的问题和挑战.高压单芯电力电缆金属护层(金属屏蔽层)接地方式不规范或接地缺陷会使单芯电缆金属护层上感应出较高的电位,烧坏过电压保护器,或者产生较大的环流,导致金属护层持续发热,烧损、引燃电缆外护套...     

高压电缆接地电流的计算及其影响因素分析

单芯高压电缆金属护套接地电流过大会导致其护套上产生大量附加损耗,降低电缆载流量,缩短电缆使用寿命。为分析电缆线路金属护套中的接地电流,建立了单芯电缆交叉互联接地方式下接地电流的数学计算模型,并编制了相应的计算程序,通过与实测值比较,验证了该计算程序能准确得到实际电流值。在此基础上,分析了单芯高压电缆金属护套接地电流与其接地电阻、护套参数以及大地电阻率等影响因素的关系。结果表明,电缆接地电阻对接地电流的影响较大;在工程实际范围内,金属护套参数对接地电流值影响不大;只有当大地电阻率很低时,接地电流值才对大地电阻率比较敏感。研究结果为高压电缆运行维护提供了理论依据。