穿过不利散热区域地下电力电缆周期负荷因数的研究北大核心CSCD

在实际电缆敷设时,由于受到环境条件的限制,电缆有时会穿过不利于散热的区域,此时电缆线路的周围环境为非均匀介质环境,在不利散热区电缆段的环境温度或者周围土壤热阻高于其线路的其他地方,导致处于此区电缆段导体成为热点,其会呈现电流峰值,从而会影响整条线路的载流量。文中通过分析电缆周围介质不同的热特性,且考虑电缆线路存在轴向热流,建立了不利散热区的电缆离散的空间三维热路模型;基于标准IEC 60287和IEC 60853电缆载流量的计算,提出不利散热区电缆周期负荷因数的计算方法,从而获得电缆日(24 h)周期内允许电流峰值。经过MATLAB软件进行计算仿真后,得到沿电缆轴向的导体温升分布值。结果显示:处于不利散热区的电缆段在周期负荷运行时,会使电缆线路载流量的峰值降低,本例敷设条件下,三回路YJV8.7/10kV 3×300电缆载流量降低达30%左右。通过文中的修正计算,将会为地下电缆安全可靠的运行及电力部门工作人员解决相关问题提供了一种有效的参考。     

穿过不利散热区域排管电力电缆的三维热路模型分析计算

目的当整条电缆线路被敷设时,由于环境的变化引起部分电缆段热阻高于周围环境介质的区域,导致处于此区电缆段导体温度也高于线路中剩余缆段,从而影响整条电缆的载流量下降。方法根据电缆周围环境介质热特性不同,分析穿过不利散热区时的电缆同时产生径向和轴向热流,利用调和平均法对电缆薄层处理,从而建立和简化不利散热区的三维离散热路模型,修正外热阻计算参数;基于IEC60287电缆载流量计算的基础上,迭代计算三维热场中电缆的稳态载流量。结果通过对单回路三根型号YJV8.7/10k V 1×300电缆的仿真计算,得到电缆轴向导体温度分布曲线和两个温度区域的排管敷设交联聚乙烯电缆的载流量。结果显示电缆稳态时载流量降低达40%以上。结论穿过不利散热区的电缆轴向温度和载流量的计算分析,为电力部门相关工作人员确定电缆载流量提供了参考数据。     

砌块式电力电缆排管的使用情况

上海地区的电力电缆敷设方式,过去大部采用直埋和现浇排管,前者占地多,故障检修时需开挖路面,费时费力,在地面交通拥挤、人流如织的地区,造成对公众的不便。采用现场浇制排管,现场工作量大,施工时间长,遇有市政道路改建工程时,很难在进度上配合,因此电缆敷设的困难使新建变电站的容量不能及时送出,成为电网改造的一大障碍。     

地下电力电缆群敷设水冷管道模型的研究

随着城市用电负荷需求的日益增大,采取适当的措施提高电缆群的载流能力有重要研究意义。文中主要研究了在电缆群中敷设水冷管道这种增容方式,即水冷管道中对流换热带走电缆群产生的热量,使得电缆群区域降温,从而提高电缆群载流量。首先建立电缆群敷设水冷管道模型,然后对水流体的流动因素进行有限元分析,并计算载流量,从而验证这种方法对提升电缆载流量的效果。通过Ansys仿真计算的结果数据可知,对于水冷管道模型,水流温度及流速是影响电缆群载流量提升效果的主因,其改善电缆群的散热效果。电缆群载流量的提高可达28%。     

110kV电缆在典型敷设条件下的温升特性试验研究

为分析电缆在隧道、排管及直埋等典型敷设方式下线路温升及载流量的差异性,首先分析了电缆结构的发热特性及电缆典型敷设条件下的散热特性,随后通过试验分析在隧道、直埋和排管敷设条件下,同一根110kV 电缆在相同试验电流条件下导体及外护套温升,比对分析隧道、直埋和排管敷设条件下电缆温升的差异性.试验结果表明,24h稳态电流条件下,排管敷设的电缆温升最高,散热效果最差;隧道条件下的电缆散热效果最好,排管中电缆 的导体温升约为隧道中的２倍.由此可知,排管通常是电缆线路载流量的主要瓶颈点。     

电力电缆的排管敷设方式

在城市电网建设中,电缆排管敷设方式具有优越性。建立了电缆排管敷设的载流量计算模型,计算得出了不同敷设方式下电缆的载流量;有针对性地就新型电缆保护管材在工程中的应用提出设计思路;对排管电缆工井的数量、长度、布置等要素分析论证,提出了解决工井排水的措施。文章可为电缆排管工程的设计和施工提供参考。     

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.     

电力电缆周期性负荷载流量计算方法综述

介绍了电力电缆周期性载流量计算解析法的发展历程,并根据电缆的敷设方式、运行条件、周围环境的不同,对周期性负荷因数计算进行了分类概述。由于阶跃函数电流持续时间长短不同,因此分别建立长时及短时电缆绝缘暂态热路模型,对高压电缆本体暂态温升进行了研究;并对电缆表面至外界环境温升与敷设条件的关系进行了分析;最后对不同运行状态下电力电缆周期性负荷因数的影响因素进行了分类与定性分析;同时还指出了周期性载流量计算的不足之处,并针对实际问题提出了建议。     

地下电力电缆检测技术的发展动向

主要从绝缘测试和故障探测两方面,来评介当前地下电力电缆检测技术的发展动向,并对架设于大鸣门桥电缆线路的光电监测系统作简单介绍.     

基于高导热管道提升排管敷设下的电力电缆载流量的研究

为了解决排管敷设电缆在运行过程中由于高热阻环境造成载流量大幅低于设计标准的问题,本文研发了一种高导热电缆管道材料石墨烯微片与石墨片改性高密度聚乙烯（PG-GNPs-HDPE）,并建立仿真模型验证目前城市配网常用的排管敷设工况下电缆采用PG-GNPs-HDPE高导热管道后的载流量提升效果。结果表明：与普通HDPE管道相比...     

基于粒子群算法的电力电缆排管敷设长度优化设计

目前常规的电力电缆排管敷设长度优化方法主要通过有限元分析法对电缆载流量进行约束,但优化后容易超出电缆最大负载能力,导致常规方法下的电缆散热性较差。对此,提出基于粒子群算法的电力电缆排管敷设长度优化方法。通过对敷设长度制约因素进行分析,计算出电缆排管的最大敷设长度,并搭建多转角电力电缆排管敷设模型,采用粒子群算法对最优长度进行迭代与更新。在实验中,对构建出的敷设长度优化方法进行了敷设效果的验证,结果证明利用提出的方法对电缆敷设长度进行优化后,电缆的温升方差变化更稳定,电缆散热性得到了有效提高。     

日负载系数与10 kV XLPE电缆周期负荷载流量关系的试验研究

为计算10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆周期负荷载流量,开发了三芯电缆周期负荷载流量计算软件,开展了直埋敷设不同日负载系数的三芯电缆周期负荷载流量试验。将试验所得的周期负荷载流量与软件计算结果进行对比,验证了软件计算的正确性。利用软件计算结合载流量试验,对日负载系数与周期负荷载流量的关系进行理论研究,结果表明日负载系数越小,周期负荷载流量越大。针对佛山地区典型负荷的10 kV电缆线路,计算其12个月的周期负荷载流量系数。建议按周期负荷载流量控制电缆负荷电流的最大值,可在保证电缆寿命的前提下,提高电缆线路的输电能力。     

地下电力电缆隧道通风系统的模拟计算

应用CFD软件对地下电力电缆隧道的通风散热系统进行模拟计算,分析其不同换气次数工况下的散热效果以及温度、速度分布。结果表明,电力电缆隧道的通风系统能有效带走电缆产生的热量。随着风量的增加,散热量得到了小幅提升,大量空气未经完全换热就从中间低阻通道流走。建议优化电缆布置,避免电缆紧贴舱室壁面。     

地下敷设多根电缆系统载流量的外部热阻综合系数的估算

电力电缆系统的等值外部热阻(ETR)是确定电缆载流量的基本参数。关于各种不同的电缆布置和环境参数对 ETR 的变化,特别是确定各种不同的参数(单独的或综合的)对电缆载流量的影响,是人们关注的主要问题。基于对各种电缆系统的周密分析,提出了估算电缆和环境参数的改变对电缆载流量计算值影响的简易方法。该方法引用多根电缆系统的 ETR 系数及其所有的线性特性。介绍了这种方法对几种电缆系统的应用实例。     

华中区域气温对最大负荷的影响分析

为了解华中地区气温对最大负荷的影响,利用负荷管理系统,获取了华中电网六省市及全网96点负荷数据,并生成24点负荷数据。分析了华中电网最高负荷与最高气温的关系并拟合出它们的关系曲线,分析了气温敏感负荷,得出了单位温升效应。通过测算地区最大降温负荷,对负荷与气温的相关性进行分析,为华中电网负荷预测提供有效帮助。     

基于发热—散热积累模型的牵引变压器过载保护应用

针对现有牵引变压器过载保护存在误动的问题,提出了基于发热—散热积累模型的牵引变压器过载保护新方案。该保护方案根据牵引负载时变特性和充分考虑牵引变压器的热积累现象,采用热传递微分方程建立了牵引变压器温升模型,通过求解暂态热平衡微分方程的方法,给出了新的牵引变压器过载保护判据和数字算法实现。为满足牵引变压器具有较强的过负荷能力,给出了依据满足典型负荷曲线的热过载保护整定方法。通过实测数据分析,验证了此新型保护即可满足充分利用牵引变压器过负荷能力的要求,又能可靠地保护牵引变压器免遭过热受损。     

一种地下电力电缆路径检测系统的研究

提出了一种基于电磁法的地下电力电缆路径检测的系统,该系统针对同时含有运行状态和非运行状态电缆的待测现场,利用高灵敏度的三轴磁阻传感器在地面上方测得待测磁场信号的三维分量,经预处理电路对磁场信号进行去噪和选频处理后,通过磁场检测模型计算得到地下电缆的路径走向,实现对运行电缆和非运行电缆路径的智能检测。MATLAB和MULTISIM分别仿真验证磁场检测模型和预处理电路的可行性,表明该系统对地下电力电缆路径智能检测具有较好的实用性。     

基于有限元的电力电缆过负荷运行能力研究

为充分发挥电力电缆裕量,介绍了基于有限元的电缆温度场计算方法,并通过电缆预埋温升试验验证了该方法的正确性及可行性.以东北地区春平甲乙线220 kV 1000 mm2电缆运行实际状况为例,计算了春平甲乙线的额定载流量以及日负荷曲线下的缆芯温升.计算结果表明,线路运行载流量不足额定载流量的26％,缆芯的最高温度不足22℃,电缆存在很大的过负荷运行能力.采用负荷标幺值分析不同电压等级和不同截面积下的过负荷运行能力,结果表明在同一环境下,不同型号的电缆过负荷运行能力基本相同。     

基于周期自回归模型的短期负荷预测

通常，周期自回归（ＰＡＲ）模型适于处理短周期时间序列。故进行电力系统短期负荷预测时，由于周期长度大，阶数高，待估计的参数剧增，难以实现。本文在一定的假设条件下，建立了短期负荷的周期自回归预测模型，提出了相应的算法，并编制了计算分析程序。对一实际系统的负荷预测表明，本文的模型和算法具有很高的预测速度和良好的预测精度。     

基于温度概率预测的地下电力电缆可靠性模型研究

地下电力电缆周围气象温度具有不确定性。通过考虑气象温度对地下电力电缆可靠运行的实时影响,借助广义极值分布(Generalized extreme value distribution,GEV)对气象温度进行概率分布拟合,在此基础上分析了地下电力电缆的温度场和热阻等效电路,提出了基于温度概率预测的地下电力电缆可靠性模型,从而有效预测地下电力电缆的导体温度。数值仿真计算与实际测量结果的比较验证了该预测模型的有效性和准确性,为地下电力电缆可靠运行和温度在线监测提供了重要的技术支撑。