基于三维温度场的电缆登杆对电缆群载流量的影响研究

电缆登杆是电力电缆与架空线之间的一种过渡方式。若电缆登杆之前联结的电缆为土壤直埋敷设方式,电缆登杆时的载流能力直接影响土壤直埋电缆的载流量。在此背景下,采取有限元法,通过建立电缆周围二维、三维温度场模型来分析电缆登杆时与土壤直埋敷设方式下的载流量。分析结果表明,在同一区域内出现不同敷设环境时,采用三维温度场模型计算载流量需考虑轴向导热,具有更高的精确度。同时,电缆登杆会降低土壤直埋敷设电缆的载流量,电缆并行根数越少,电缆登杆对直埋敷设电缆的载流量影响越大。并且,随着温度的升高和敷设间距的增大,电缆登杆对直埋敷设电缆载流量的影响越大。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

埋地管道周围土壤水热耦合温度场的数值模拟

冻土区埋地管道遇到的最常见问题是冻害破坏, 研究埋地管道发生冻害及其科学有效的防止方法,首先应预测埋地管道周围冻土冻融过程中温度场的变化及温度场与水分场的变化关系。用有限单元法对埋地管道周围温度场进行了数值模拟, 计算中考虑了土壤中水分迁移和相变对温度的影响, 给出了不同时刻埋地管道周围温度分布。对计算结果分析表明, 水分迁移和相变对土壤的传热有一定影响.     

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．     

直接间断有限元方法在计算输油管道土壤温度场中的应用

采用直接间断有限元方法(直接间断Galerkin(DG)方法)计算了埋地输油管道周围的非稳态温度场。该方法在每个单元对热传导方程分部积分得到弱形式,通过构建合适的数值流量得到直接间断Galerkin格式;用显式Euler方法求解空间离散得到常微分方程组。对热油管道径向温度场进行了计算,其结果与其他文献的结果相吻合,说明直接间断有限元方法在计算非稳态温度场中是一个有效的、精确的数值方法。     

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。     

保温管直埋敷设技术综述

保温管道的敷设一般有三种方式:架空敷设、管沟敷设、直埋敷设.架空敷设一般多用于工厂厂区,为了美观考虑,很少或不用于城市及生活小区供热;管沟敷设一般用于高压蒸汽管;直埋敷设将管子直接埋于地下,可节约大量建筑材料和工时,不需管架,不需筑沟,安装费用低,是最经济的一种敷设方式.     

同沟敷设热油管道总传热系数计算方法

根据长输埋地热油管道的导热情况对同沟敷设管道传热过程进行简化假设,通过引入导热形状因子并利用牛顿迭代法编制计算机程序,在计算同沟敷设管道总传热系数过程中可以考虑土壤物性、并行敷设管道间距以及分别考虑原油管道和成品油管道的埋深与油温。根据乌鲁木齐至鄯善同沟敷设管道沿线不同的土质地貌划分单元段,采用分段法对该管道沿线总传热系数进行计算,据此得出更为切合实际的沿线温降。并以乌鲁木齐至鄯善管段实测数据以及SCADA系统的运行监控数据为依据验证该方法的准确性,同时与数值模拟结果进行对比。分析了同沟敷设热油管道不同敷设间距对总传热系数的影响。     

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.     

土壤源热泵夏季运行特性的实验研究

开展夏季制冷工况土壤源热泵运行特性的实验研究,采用改变埋管换热器流量及运行时间的方法,对地下埋管换热器的特性及其周围温度场变化规律、该系统循环性能的实验结果进行了总结和分析.获取了不同运行条件下该系统排热量和吸热量的实验结果,总结出了本地区土壤源热泵系统的一般运行规律.     

脐带缆温度场与载流量分析计算

为研究脐带缆的温度场分布与载流量的关系,提高脐带缆运行的可靠性,本文采用有限元法解决传统热路法计算载流量的局限性,利用通用有限元软件ANSYS对复杂结构的脐带缆模型进行分析,得出其整体结构温度场分布情况,对比不同缆芯结构中温度场分布的差别,并对比不同绝缘材料与不同护套材料对温度场分布和载流量的影响,最终找出最适合实际应用的脐带缆结构.     

带有伴热管的输油管道土壤温度场的数值计算

分析了带有伴热管的埋地输油管道的几何特性,建立了数学模型,并采用有限单元法对管道周围土壤的二维非稳态温度场进行了数值计算,同时对输油管与伴热管上部未设保温板的情况进行了计算。结果表明,输油管与伴热管上部加保温板有助于保持输油管的温度。改变输油管和伴热管之间间距、管道埋设深度,得到各自土壤的温度场分布,表明缩小输油管和伴热管间距,能够提高伴热管传热效率。在给定的运行参数下,输油管埋深1.5m是比较合适的设计尺寸。