土壤直埋敷设单芯电力电缆温度场与载流量计算

土壤直埋、电缆沟、排管是3种比较常见的电力电缆敷设方式,其中土壤直埋敷设方法的使用比较广泛.电力电缆的温度场与载流量可以采用多种方法进行确定,比较常见的方法包括解析计算与数值计算方法.对直埋敷设方式下单回路电力电缆的温度场与载流量进行计算,为电力电缆的设计与运行监测提供参考.采用IEC-60287解析计算方法和有限元数值剖分方法计算电力电缆的温度场与载流量,根据传热学的基本原理以及电力电缆的结构与敷设相关知识建立电力电缆温度场与载流量数值计算模型.在两种计算机结果的基础上对数值方法计算电缆载流量的结果进行分析,总结了其优缺点.     

直埋单芯电缆的载流量数值计算

针对直埋单芯电缆敷设环境的复杂性引起的其载流量的难确定性,基于有限元法计算直埋电缆温度场和载流量的基本原理及方法,确定直埋电缆结构、敷设环境、材料等参数,应用热力学知识使用ANSYS软件工具对直埋单芯电缆温度场仿真,得到了电缆温度场的分布云图。在此基础上运用最小二乘法曲线拟合了温度场与载流量函数关系曲线,求得了电缆在确定环境下的载流量值。采用上述方法获得的数值计算结果与IEC60287解析计算结果相比较更加准确。     

直埋单芯电缆的载流量数值计算北大核心

针对直埋单芯电缆敷设环境的复杂性引起的其载流量的难确定性,基于有限元法计算直埋电缆温度场和载流量的基本原理及方法,确定直埋电缆结构、敷设环境、材料等参数,应用热力学知识使用ANSYS软件工具对直埋单芯电缆温度场仿真,得到了电缆温度场的分布云图。在此基础上运用最小二乘法曲线拟合了温度场与载流量函数关系曲线,求得了电缆在确定环境下的载流量值。采用上述方法获得的数值计算结果与IEC60287解析计算结果相比较更加准确。     

基于有限元分析的埋地电缆温升影响因素研究

针对YJLW02 66/110 k V 1*1000型电力电缆运行时,电缆载流量与电缆间距如何影响电缆发热的问题,研究IEC标准中关于电缆损耗的有关计算方法,以电缆导体损耗、绝缘介质损耗与金属护套损耗作为电缆内部发热源,利用有限元分析软件ANSYS建立单回路埋地电缆土壤直埋、排管2种敷设方式的模型,并进行仿真分析。结果表明:随着电缆载流量的升高,电缆导体温度会加速升高;随着电缆间距的增大,电缆导体温度逐渐降低,且当电缆间距大于0.2 m时,温度变化会趋于某个稳态值。     

预埋管电缆载流量的有限容积法计算和分析

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容积法,编制了电缆排管敷设温度场和载流量通用计算程序。程序计算结果与试验结果吻合。计算结果表明,单回路电缆填充导热介质提高载流量较高,在回路流过等电流时降低缆芯温度降低较明显。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效果显著减小。     

预埋管地下电缆温度场和载流量的数值计算

采用有限差分法,用坐标组合的方法对土壤区域,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,通过当量导热系数的方法,解决了由于预埋管与电缆的偏心夹层带来的计算上的不便,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。     

预埋管地下电缆温度场和载流星的数值计算

采用有限差分法，用坐标组合的方法对土壤区域，电线区域分别进行计算，最终确定了任意敷设方式下电缆允许的载流量．通过当量导热系数的方法，解决了由于预埋管与电线的偏心夹层带来的计养上的不便．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．     

重庆电网110kV电缆不同敷设方式下温度场分布及载流量计算

针对110 kV电缆运行时其负荷不能超过允许载流量,否则电缆过热会发生事故或造成电缆寿命缩短的问题,采用有限元法分别计算了110 kV 800 mm2YJLW02电缆采用不同敷设方式时其温度场的分布,用双点弦截法计算了其载流量。结果表明:采用隧道敷设方式电缆的缆芯温度最低,有利于降低电缆的温度,可以延长电缆的寿命,提高电缆的使用率。     

电缆载流量试验热稳定判据及试验误差的研究

运行中电力电缆线芯温度随负荷电流和电缆本体及周围媒质热特性参数的变化而变化,准确地确定电缆暂态温度场和线芯温度是提高电缆输送能力的基础。针对有限差分法计算电缆温度场难以处理电缆圆形边界和周围土壤矩形边界的问题,采用阶梯直线代替电缆圆形边界,在直角坐标系中直接求解电缆暂态温度场。基于坐标组合的有限差分法和大电流模拟试验验证该方法的有效性和实用性。计算程序分析了恒定负荷电流下电缆线芯的温升过程和载流量试验误差。计算结果表明:电缆线芯温升速度随土壤热阻系数的增加和电缆根数的增加而减慢,目前载流量试验中采用的热稳定判据可以使载流量试验值显著高于载流量实际值。     

电缆载流量计算方法研究

电力电缆的载流量因受敷设方式、运行条件和周围环境等因素的影响而不易确定,准确计算各种复杂条件下电缆的载流量,对确保电缆的安全、经济运行具有重要的意义。文中介绍了电力电缆载流量计算的解析法和数值法的发展过程,介绍了数值计算方的有限元法在电缆载量计算中的应用,并对这种数值计算法的特点进行了论述。最后,建议在上述研究方法的基础上,针具体的实际问题,提出后续研究的内容及方法。     

多回并列直埋电缆热特性的影响因素分析

多回并列敷设电缆的热阻特性是影响直埋电缆输送能力的重要因素,而其热阻特性又与电缆的敷设方式或布局结构显著相关.以土壤中直埋的XLPE电力电缆为例,探索了多回并列敷设电缆的回数和层数、布置方式、回间距等对电缆热特性的影响,并据此找出了优化的敷设方式,为实际的电缆敷设施工提供了理论依据.研究结果表明,土壤中直埋电缆应尽量采用单层布置,最好不超过2层,回间净距以不小于2倍单回外径为好.     

考虑互热影响的直埋电缆温度场解析计算

IEC标准求解直埋电缆暂态温升时,土壤部分温升采用指数积分公式计算,电缆部分则采用热路模型,求解导体温升需要对电缆和土壤分别分析,增加了计算的复杂性.电缆间的互热效应及土壤对电缆温度场的影响可通过土壤热路模型模拟,与电缆部分的热路模型结合形成完整的RC热路模型.首先根据标准中给出的求解公式计算模型中各层的热阻、热容、热源,然后以有限元法求得的电缆温度场为基准,验证了新模型在稳态及暂态计算时的准确性,最后将模型应用于实际工程计算中.结果表明：当电缆集群敷设时,新模型可正确模拟电缆群的稳态温度分布;计算电缆暂态温升时,与有限元仿真结果相比,解析法的最大误差为3.2℃,平均绝对值误差在0.57℃之内.新模型的误差在工程允许范围内,可用来快速计算电缆周围存在热源时的温度分布.     

卫星大功率电缆束温度场建模分析及捆扎热效应研究

随着卫星功率的提高,星上功率电缆载流量和热耗水平大幅增加,热安全性问题凸显,功率电缆精准建模和精细化设计的需求日趋迫切。基于地面试验数据提出了卫星大功率电缆束的热分析建模方法,并给出了电缆安装固定处和捆扎处换热参数的经验值和试验标定值;通过模拟电缆分束和合束捆扎的温度场定量分析了电缆束捆扎的热效应,明确了增强电缆与周边环境的辐射换热是改善电缆束散热条件最有效的手段。文中建立的卫星大功率电缆束热模型可作为星上功率电缆在轨温度预示和精细化敷设设计的重要基础。     

金属箱式电缆母线中降容系数选择的探讨

分析了发电厂高压厂用电源回路采用金属箱式电缆母线载流量的计算方法，提出了影响电缆母线载流量的5个因素，即环境温度系数、不平衡系数、日照系数、金属箱壳系数、并行敷设系数，并根据这些影响因素确定最终的降容系数，进而明确实际所需的电缆根数。     

基于有限元法的直埋式气体绝缘输电线路温升数值计算与分析

为研究直埋式气体绝缘输电线路(GIL)的温升特性,建立了基于多场耦合的三维有限元模型.采用了伽辽金法对模型进行有限元离散,计算了直埋式GIL的导体焦耳热损耗和外壳涡流损耗,并用1段电阻率可变的导体模拟触头部位的接触电阻.通过单元映射的方式,将直埋式GIL的各部分损耗作为体积热源耦合到流体场-温度场进行计算.考虑了SF6气体的温度变化特性,针对土壤的实际传热导热过程,对土壤层6个边界分别施加了恒温边界条件、对流换热边界条件和热流密度边界条件.通过该模型分析了负荷电流与直埋式GIL温度场分布的关系,研究了4种不同土壤对直埋式GIL温升的影响,分析了不同埋深情况下的直埋式GIL温度分布情况,模拟了触头接触劣化过程中直埋式GIL导体与外壳温升变化过程,研究结果为直埋式GIL温升的在线监测或带电检测提供了理论依据.     

电锅炉矿物电缆的改造方案

正辽宁广播电视台马路湾办公大楼采用电锅炉加热的方式供暖,经过一段时间的使用后发现所选用的矿物电缆无法满足锅炉满满载运行,出现"爆头"、"黑头"、"断节"等现象,为解决问题及隐患,对电缆敷设的架构进行二次改造。1矿物电缆简介矿物电缆(MI)全称为矿物绝缘电缆,它是用金属铜作为导体,氧化镁矿物质作为绝缘体,铜管作为护套的一种电缆,结构见图1。矿物电缆与普通的交联电缆相比在耐火性、抗腐蚀性和载流量方     

地下电力电缆温度场及载流量的数值计算

对地下电力电缆温度场和载流量进行了研究。基于有限差分法,采用直角坐标和极坐标相结合的思想,对计算区域进行不均匀网格的划分。对电缆及其周围土壤的温度场进行迭代,并进行两种坐标系之间的插值计算,得到一个收敛的温度场。多次循环后电缆缆芯达到上限温度值,可得电缆的载流量。     

单回路高压电缆金属护套最优分段比

高压单芯电缆护套接地电流过高带来的损耗严重影响电缆使用寿命以及载流量.文中通过建立高压电缆金属护套交叉互联方式下的等效电路模型,分别计算感应电流和容性电流,采用向量叠加得到接地电流,求出三相护套总损耗.分析计算了不同布置方式和段长下护套接地电流引起的损耗值.计算结果表明:单回路高压电缆金属护套采用交叉互联方式时,三分段等长且布置方式相同时损耗远小于混合布置方式;混合布置方式时损耗受布置方式的影响,选择合适的分段比可使护套损耗相比于段长相等时降低35%左右.     

竖直U型地埋管群传热特性模拟

为了探究不同因素对竖直U型地埋管管群传热特性的影响,以竖直U型地埋管周围土壤为研究对象,建立三维非稳态传热物理数学模型。在试验验证和单井的研究基础上,以1 a为研究周期,分析了地埋管管群排列方式、热泵蓄取功率比以及土壤类型对竖直U型地埋管管群周围土壤温度场分布的影响。研究表明：钻井间距一定时,地埋管排列方式对地埋管管群周围土壤温度场分布的影响很小;在热泵运行时间一定时,土壤热扩散系数越大,钻井间土壤温度重叠区域越大;土壤导热系数越大,土壤温度波动幅度越小;蓄取功率比越小,土壤热失衡越严重;对于冬季热负荷较大的地区,可以适当地提高热泵蓄取功率比。所建模型得出的土壤温度值与试验值吻合度较好,其最大误差为14.2%。     

高压单芯电缆不等长交叉互联接地环流分析

研究单芯电缆金属护套在交叉互联接地情况下的等值电路,建立金属护套交叉互联数学模型,编写Matlab程序,计算交叉互联单元内电缆布置方式和段长不一致时的金属护套环流,并对段长与金属护套环流大小的关系进行了分析.为减少金属护套环流,高压单芯电缆在满足电缆载流量的前提下,应尽可能采用正三角形布置方式且段长尽量相等.