高压直流电缆稳态载流量解析计算方法

高压直流电缆稳态载流量的准确计算对于其传输能力的充分利用具有重要意义。首先,提出了高压直流电缆稳态载流量解析计算方法,该方法同时考虑了线芯导体最高长期允许温度和绝缘层最大允许温差。其次,利用该方法对?160 kV交联聚乙烯直流电缆稳态载流量进行了计算,并用有限元法进行了验证。最后,研究了敷设环境温度、线芯导体最高长期允许温度和绝缘层最大允许温差对直流电缆稳态载流量的影响规律,发现考虑线芯导体最高长期允许温度和考虑绝缘层最大允许温差的直流电缆稳态载流量随敷设环境温度的变化曲线可能存在交点,当敷设环境温度高于交点温度时,线芯导体最高长期允许温度决定了稳态载流量;当敷设环境温度低于交点温度时,绝缘层最大允许温差决定了稳态载流量。     

不同金属屏蔽形式XLPE高压直流电缆载流量计算与试验验证

为了明确不同金属屏蔽形式对高压直流电缆载流量的影响,并对比热分析法和有限元仿真两种理论计算方法结果的准确性,选取导体截面3 000 mm2的铜芯±525 kV交联聚乙烯(XLPE)绝缘直流电缆,分别通过热分析法和有限元仿真计算皱纹铝套和铜丝屏蔽结构下直流电缆的载流量,并设计直流载流试验对两种电缆样品进行载流量测试.结果...     

工作温度和绝缘温差约束下的高压直流电缆接头载流量计算

中间接头是高压电缆线路运行中故障多发的薄弱环节,电缆系统的载流量会因中间接头的结构特点而受到限制。直流下电缆载流量的约束条件与交流不同,不能直接依据交流电缆中间接头载流量的计算方法。为此,文中以直流电缆中间接头的温度场计算等理论研究为基础,提出以接头导体最高允许工作温度和绝缘层内外表面最大允许温差为两个约束条件,确定高压直流电缆中间接头载流量的方法。通过案例分析,将文中方法与IEC 60287标准计算的载流量进行了对比,并就环境温度对载流量的影响进行了分析。结果表明,中间接头的确是电缆系统载流量计算限制条件之一。两个约束条件下的载流量与环境温度的关系曲线将相交于一点,当环境温度小于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为绝缘层内外表面最大允许温差;当环境温度大于该点对应温度值时,接头载流量的决定性约束条件为接头导体最大允许温度。研究结果可为直流电缆系统运行与载流量设计提供参考。     

110 kV XLPE电缆载流量计算结果的验证试验

IEC 60287为电缆的载流量计算提供了标准方法,但由于计算所涉及的边界条件的可选性及实际运行中电缆周围环境的复杂性等原因,计算结果和电缆的实际承载能力是否一致,成为电缆行业所关心的问题。文章对影响载流量计算结果的因素进行了分析,并通过110 kV 1×400 mm2交联聚乙烯(XLPE)电缆进行了载流量计算结果的试验验证。结果表明,按IEC 60287标准计算所得的载流量完全可以作为线路设计、电缆选型的重要依据。     

XLPE交流电缆线路改为直流运行的载流量设计与分析

在现役XLPE交流电缆线路的直流改造中,载流量的合理设计是关键问题之一,决定了改造线路的传输容量和运行可靠性。文中对同一线路在交、直流电压下运行时的等效热路模型及载流量解析算法进行了对比,分析了造成交、直流线路载流量差异的关键因素,并以空气敷设的三芯10 kV XLPE电缆为例,进行了同一线路在相同敷设条件下的交、直流载流量模拟试验。研究发现,目前直流改造所涉及的现役XLPE交流电缆线路,在进行直流载流量评估时,绝缘温差要求不成为限制条件,仅需考虑线芯温度限制、按照IEC60287-2017推荐方法进行计算;在线芯电阻、金属护套损耗、载流芯数、环境热阻及线芯允许长期工作温度等影响因素中,交流电缆改为直流运行后线芯允许工作温度由90℃下降为70℃,在很大程度上抵消了其他因素对载流量的有利贡献;10 kV XLPE电缆载流量模拟试验数据和解析计算结果吻合,偏差很小,验证了解析计算方法的有效性。对10、35 kV三芯和110 kV单芯电缆在不同典型敷设情况下的交、直流载流量计算显示,改为直流运行后,三芯电缆的载流量略有增加,单芯电缆稍有下降,变化幅度均未超过6.5%。     

高压直流XLPE绝缘电缆载流量的数值算法及特性分析

载流量是电缆传输能力的重要指标,直接影响高压直流电缆的运行可靠性和经济性。根据直流电缆绝缘层中电场分布的特点,提出了基于等效电导率的绝缘层内外侧电场分布的解析计算方法,并以±535 kV交联聚乙烯绝缘直流电缆为例,同时考虑电缆导体最高运行温度和绝缘层最大允许温差,得到不同运行工况下高压直流电缆的负载控制域。结果表明：电-热场解耦方法能有效分析直流电缆的载流量和应用特性,其中绝缘层最大温差是限制临界环境温度以下直流电缆载流量的核心因素,在此临界环境温度下,提升导体最高运行温度对载流量影响有限,而优化绝缘材料耐电性能和电缆结构才是提升载流量的关键。     

高压电力电缆紧急状态下载流量计算方法研究及验证

基于IEC 60287-1-1:2014,引入了包含空气间隙的稳态载流量理论计算模型。通过理论计算与试验结果对比得出,当空气间隙厚度取0.5 mm时,稳态载流量理论计算结果与试验值结果的相对偏差为0.7%。基于IEC60853-2:1989,引入上述空隙间隙模型建立的高压电缆紧急状态载流量理论计算模型,并设计了两组试验进行验证。通过理论计算和试验测量结合的方式,研究了110 kV高压陆缆地电的紧急状态载流量,得出紧急状态载流量的理论计算结果与试验结果的相对偏差在1.0%以内,可认为该紧急状态下的载流能力理论计算模型满足实际工程使用需求。     

交联电缆额定载流量的计算

本文在探讨了交联电缆额定载流量计算重要性的基础上 ,对交联电缆额定载流量的基本计算方法、计算机辅助的应用、结果正确性的检验进行了较为全面的总结 ,并提出了一些自己的见解 ,希望对有关人士会有所帮助。     

单芯电缆载流量迭代算法研究及试验验证

建立了基于IEC 60287电缆栽流量计算的迭代算法;用此算法计算典型电缆线路的载流量与IEC算法的结果比较,两者相近,但迭代算法的精确度和适用范围都比IEC算法要好,理论上验证了迭代算法的正确性;在国网电科院进行单芯电缆载流量试验,将电缆各层温度和层间温差的实测值与迭代计算值比较,发现两者基本吻合.迭代算法可用于精确计算结构不相同、负荷电流不均匀多回路、大环流电缆的载流量,并可用于计算电缆本体各部分的运行温度,为电缆的状态监测提供理论支持.     

电缆载流量计算方法研究

对NM法、IEC法、数值计算法等多种电缆载流量计算方法进行了介绍,并进行了综合比较,提出了未来算法发展建议。     

潜油泵电缆的载流量

本文分析了潜油泵电缆载流量曲线计算法的不足之处,提出按ＩＥＣ２８７标准计算,并列举了计算实例。     

XLPE电缆排管敷设时稳定载流量的理论计算

介绍了排管敷设方式的交联电缆载流量的理论计算,包括单根电缆,等负载等截面多根电缆,负载不等、线芯截面不同的电缆,部分电缆等截面、等负载,部分电缆不等负载、不同截面的4种情况下埋地排管敷设方式的电缆载流量计算公式,并与无锡供电公司排管敷设载流量试验结果相比较,理论计算值与试验值误差不超过7%,符合工程需要。     

高压交联聚乙烯绝缘海底电缆载流量分析

通过对海缆结构、材料、敷设方式和负荷特性等的阐述,综合分析了这些因素对海缆载流量的影响。以川岛联网工程海缆敷设为实例,提出满足系统输送容量要求的优化设计计算。     

电缆载流量计算方法的研究与提升策略

电缆载流量的科学计算方法,直接关系到电缆日常安全稳定运行,加之我国目前电缆铺设、线路规划工作日益频繁,如何准确的计量电缆的载流量,实现电缆的高效运行,已经成为电力工作者密切关注的重要内容。文章就我国电力电缆的载流量计算方式进行了研究,分别介绍了解析计算与数值计算这两种计算方式,并提出了提升我国电缆载流量计算精确度的合理策略,以期能进一步推动我国电力事业的发展。     

不同敷设条件下电缆载流量的校正和实用算法

此文是业经电力规划设计总院组织审查评议的科研报告简缩内容，是编制《电力工程电缆设计规范》的基础性参考资料。     

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。     

基于直流和交流传输下城市轨道交通直流电缆连续载流量计算与分析

根据城市轨道交通直流电缆的特性、具体结构和参数,按照传输直流和交流电能的不同特点,分别建立了电缆连续载流量的数学模型,对主要的城市轨道交通直流电缆品种及规格进行计算,分析电缆载流量影响因素,并对直流和交流传输下的载流量进行对比,以期对城市轨道交通直流电缆的选型提供有效参考。     

±160 kV直流XLPE海底电缆载流特性仿真及试验

南澳岛±160 k V多端柔性直流输电工程在我国首次采用了高电压、大长度的挤包绝缘直流电缆系统,而目前在国内尚无此电压等级直流电缆工程的运行及维护经验,因此亟需对交联聚乙烯(XLPE)直流电缆的载流特性展开研究,从而为直流电缆线路运行限值的控制以及在线监测系统的定制提供技术支持。通过研究不同敷设环境下直流电缆的散热原理,采用专业有限元软件COMSOL Multiphysics建立了带保护套管埋地敷设方式下±160 k V直流XLPE海底电缆的温度场模型,用以模拟其温度分布和计算其载流量;通过在试验场地开展静态载流试验,对仿真模型的可靠性进行了验证;对试验结果进行讨论,分析得出了直流海缆的载流特性。     

基于等效导热系数的直流电缆稳态载流量简化有限元算法

文中提出一种直流电缆的两层简化结构,以减少应用有限元方法计算直流电缆稳态载流量的计算量,增强其计算效率。将直流电缆结构等效为两层:将除线芯外的各层等效为一层,与线芯构成两层简化结构。等效层的等效导热系数由除线芯外其余各层的导热系数的调和平均数算得。在算例验证中,针对DC 200 k V YJQ41 1×1000+2×12型号直流电缆,分别用有限元方法计算了该电缆原始结构和两层简化结构不同敷设条件下的给定电流时的线芯温度,并与厂商给出的该型号电缆的技术数据参照对比,证明了应用等效导热系数简化电缆结构以进行有限元求解的结果是准确的。之后文中比较了上述计算过程中两种结构下有限元方法的计算量,比较结果表明,两层简化结构的计算量较原始结构的计算量有显著的减少。