三相电缆并联导体间电流分布的研究

针对配电领域单芯大截面电缆并联运行工程需求情况,应用有限元计算了4种同相2、3根并联电缆排列方式中电流的分配和不平衡系数。计算表明常规排列方式下电缆间电流分配不平衡现象较严重,大大降低了电缆的利用率,推荐了几种不平衡系数较小的排列方式,对电缆线路工程设计具有一定的指导意义。     

同相两根并联大截面交联电缆敷设方式的探讨

介绍了北京市部分地下、半地下变电所10 kV交联聚乙烯绝缘1 600 mm2单芯所内同相两根并联电缆的敷设、运行情况。通过计算分析出其载流量不平衡的主要原因是同相两根并联电缆的外感值不等。建议在同相两根并联10 kV大截面电缆线路中采用上下两层水平布置和三角形排列布置的敷设方式。     

基于高压电缆载流量的同相多根并联电缆布置方式研究与相序优化

为了研究同相多根并联电缆不同布置方式的电缆群载流量,利用有限元软件COMSOL和MATLAB联合仿真,建立了同相多根并联电缆载流量计算模型;针对4种典型的布置方式,计算分析了电缆不同并联根数的子电缆负荷电流和电缆群载流量,并基于电缆群载流量最大,通过遗传算法对电缆相序进行优化研究。结果显示:采用正三角形排列方式的电缆群载流量高于水平排列,电缆回路采用纵向布置方式的电缆群载流量高于回路横向布置方式;对于同一排列方式的电缆,子电缆负荷电流分配不均匀程度越小,电缆群载流量越大;最优相序载流量分析表明,电缆最优布置为方式4(电缆回路纵向布置、电缆正三角排列),最优相序为ABC-BCA-ABC-BCA。     

单芯电力电缆同相多根并联运行方式分析与优化

单芯电缆同相多根并联运行给电缆线路带来了电流分配不均匀、感应电压过高以及线路参数难于确定的问题,为此对同相多根并联线路的电路模型进行了分析,给出了电缆同相多根并联运行时电流分配以及感应电压的计算方法;利用矩阵变化,提出了电缆同相多根并联运行时线路序阻抗的计算方法,并利用实际线路验证了电缆的电流分配系数。通过改变电缆排列方式、敷设间距等参数,对单芯电缆同相3根并联运行线路进行了电流分配与感应电压的优化,优化结果表明,将不同相3根电缆组成的品字形,能有效地均匀分配电流,降低线路感应电压。该研究能用于指导单芯电缆同相多根并联运行的设计与运行。     

高压单芯电缆同相双回输电方式与运维分析

高压单芯电缆同相双回输电方式可以提高线路输送容量,但每根电缆线路电流分配不均匀限制了整体电缆回路输送更多的容量,为此分析同相2根并联线路的电路模型,计算电缆同相2根并联运行时电流分配以及感应电压,并利用实际线路的电流值验证了电缆的电流分配系数和不平衡系数;然后,计算了同相双回并联电缆线路护套环流,对比同相双回电缆护套分别独立交叉互联和相联后再交叉互联,得出前者环流值小很多;最后,针对同相并联电缆的输电方式,在电缆故障抢修方面给出了建议。实际的应用验证了此输电方式的有效性。     

海上风电送出交流高压单芯电缆并联通流特性研究

由于海上风电送出规模的增大,需采用多根电缆并联进行输电。多回并联电缆平行敷设时,由于电磁耦合的作用,电缆间阻抗不一致导致同相并联电缆间电流分配不均匀,造成电缆载流量得不到充分利用,严重时甚至会引起电缆过热损坏,因此,有必要对并联电缆的通流特性进行研究。首先,研究了电缆阻抗参数的计算方法,建立了电缆并联运行的PSCAD/EMTDC仿真模型;然后,计算了8种电缆布置方式下并联电缆的分流情况,并对结果进行了分析对比,给出了最优的布置方式;最后研究了分流不均匀系数的影响因素,并针对工程实例进行了计算和优化,优化后电缆分流不均匀现象得到明显改善。     

并联电缆参量差异对其载流分配的影响

为研究并联电缆参量差异对其载流分配的影响,以220 kV同相2根并联高压单芯电缆为例,并利用Carson?Clem公式计算了不同空间、相序排列下,并联电缆参量存在差异状况下,电缆群的载流分配比例。结果表明,线芯电阻率差异与并联不平衡度之间成线性关系,当差异状况可与一路线芯为铜、另一路为铝的情形相比拟时,与无差异状况相比,并联不平衡度普遍提升2%左右;绝缘层厚度差异几乎不影响并联电缆载流分配,但厚度增大可适当降低护套感应电压;而绝缘层介电常数、中间接头及终端头阻抗、土壤电阻率等参量存在差异时,并联电缆的载流分配结果几乎不受影响。     

500 kV高压单芯电缆并联运行关键技术研究

随着线路负荷的不断上升,越来越多的单芯电缆线路采用同相多根并联的运行方式,而并联回路电流如何均匀分配始终是制约电缆同相并联运行的关键问题.通过对同相并联电缆等效电路的建模,推导了高压单芯电缆并联运行方式下各并联回路序阻抗的关系方程,并通过理论推导得出"镜像"布置方案可实现同相并联电缆间互阻抗相等,从而使同相并联电缆获得...     

多回同相多根并联高压电力电缆电流分布及金属护套环流计算

为研究多回同相多根并联电力电缆线路环流及电流分布,建模并结合实际线路进行了计算。首先建立了等值电路计算模型,推导了多回同相多根并联电缆线路环流及电流分布计算方程并编制求解程序。然后对实际设计的某24根电缆同沟布置的多回同相双根并联电缆线路护套环流及同相并联电缆电流分布进行了计算、优化。结果显示:同相并联的两根电缆线路并未对该相负荷电流进行均分,其上通过的电流大小不相等;2种不同线路布置方式中,有一种的电缆电流分布不均匀程度及护套环流相对另一种均得到了明显改善;以较好方式布置的220kV线路一、二的相序为BCA/ABC时,其同相并联电缆线路电流分布不均匀程度、护套环流均最小。     

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。     

隧道敷设条件下超高压电力电缆热-流场耦合分析

电缆载流量是电力电缆运行中的重要参数。为给敷设于隧道中的超高压电缆运行提供参考,本文根据实际电缆隧道结构和内部电缆排布方式,运用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立电缆隧道三维几何模型,进行温度场和流体场的耦合仿真计算。采用有限元分析法,对不同运行方式和环境条件下的温度场和流体场分布规律进行分析,计算隧道敷设超高压电力电缆载流量。研究表明：最高温度出现在电缆导体处,温度沿着电缆径向逐渐降低,出口截面处的温度和风速相对入口截面处有所增大;随着电流负载的增加,电缆发热对周围环境温度的影响也随之增加;双回路和四回路敷设时电缆的稳态载流量高于八回路敷设时的电缆稳态载流量;电缆表面温度随着通风速率的增加而逐渐减小。     

有限元法对电力电缆载流量影响因素的分析

地下电缆的载流量是决定电缆输送能力的一个重要参数,提高地下电缆的输送能力,对电缆的载流量和温度场进行准确分析具有重要意义。为此,利用有限元法对影响电力电缆载流量的空气温度、土壤温度、土壤热阻系数、电缆布置间距等因素进行分析,计算电力电缆的载流量并分析其与各项参数变化的关系,为工程在线分析提供参考依据。     

Sizing of cables in randomly-filled trays with consideration forload diversity

A method for demonstrating increased ampacity of cables in trays with loading diversity is given. Ampacity tables for sizing cables in randomly-filled cable trays are provided in NEMA WC 51-1986 based on a model developed by J. Stolpe which ensures that the maximum cable temperature does not exceed the insulation rating (typically 90°C) under worst-case conditions. The Stolpe model intentionally disregards the reduced heating effect of deenergized or lightly-loaded cables to ensure that all possible hot spot conditions are enveloped. Other methods have been proposed to credit loading diversity in order to justify increased ampacity. However, since they involve certain assumptions about the heat distribution within the cable mass, these methods may fail to identify individual overloaded conductors. This paper describes a simple method which considers the performance of individual conductors while providing a means of increasing ampacity as a result of loading diversity     

复杂运行条件下交联电缆载流量研究

载流量是决定电力电缆经济可靠性最重要的参数。针对城市地下电力电缆电网运行条件复杂化,电缆线路载流量因素难于确定的状况,首次在国内开展了110 kV交联电缆载流量的试验研究,模拟实际条件进行了110kV交联电缆在大埋深、多回路以及在各种负荷状态等条件下的电缆载流量试验。通过试验研究,给出了不同运行条件下电缆载流量,得到了不同敷设形式、负荷状况下电缆的负荷电流、导体温度、表面温度间的关系数据,并对电缆线路载流量的主要影响因素进行了分析。通过研究得到了几种特定敷设条件下电缆载流量试验的数据,给出了电缆线路典型的外部热环境参数参考值。研究结论能够直接用于城市电网的实际运行,并能作为电缆线路设计、优化以及运行时载流量控制的指导数据。     

基于有限元温度场仿真的排管敷设电缆及新增电缆的位置优化

电缆排管敷设设计之初就考虑到了通过增加电缆回路满足后期增容要求。电缆原始及新增位置不同时,断面温度场和载流量也不同,故有必要对电缆原始及新增位置进行优化。以3×4排管敷设配电电缆为例,建立温度场有限元模型,对比温升试验与有限元计算结果,验证了有限元模型的有效性;基于该模型,在各回路加载相同电流前提下,以发热最严重电缆线芯温度最低为依据,对原始6回路及新增1回路进行位置优化。仿真研究表明,电缆分布越分散温度场分布越均匀,发热最严重电缆线芯温度越低;最优新增电缆位置与原电缆位置有关,因而建议在电缆位置优化时应考虑后期电缆回路的增加。     

环境风速对架空输电线路载流及温升影响试验研究

为了验证实际线路环境风速变化对架空线路的载流及温升的影响,模拟环境自然风力的影响,在实验室选择LGJ-240/40和LGJ-630/55两种典型规格的钢芯铝绞线进行了自然对流及垂直、平行风力下载流试验以及架空导线载流能力试验。试验结果表明:风速对架空导线温升及载流的影响呈现明显饱和效应;架空导线载流越大,风速对温升影响越明显。     

有限元法计算地下电缆稳态温度场及其影响因素

为了更准确地模拟地下电缆的敷设环境,克服传统方法需要大量试验研究的不足,基于有限元法和传热学的基本原理,采用有限单元自动划分法建立了地下电缆稳态温度场模型。该模型综合考虑了电缆敷设条件和外界环境因素对电缆稳态温度场分布的影响,并可根据这些因素的变化对相关模型参数进行修改,进而准确分析电缆各层及其周围敷设区域的稳态温度场分布情况。根据电缆结构参数、损耗参数和敷设区域的物性参数,提出了一种基于二分法的电缆导体温度计算方法,实现了导体温度的快速准确计算。通过实例分析得出了不同影响因素对电缆温度场分布的影响规律,并分析了不同影响因素对计算准确性、可靠性的影响情况,为优化电缆敷设方式提供了重要的理论依据。     

坐标组合法对直埋电缆与土壤界面温度场的数值计算

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是很有意义的。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 ,最终可以确定任意敷设方式下电缆允许的载流量。计算与实验结果进行比较 ,认为完全可以满足实际需要。