220 kV交联海缆的低频载流能力及温度场分布仿真研究 |
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引用本文: | 吴冰洁,丁苒苒,陈晨,王耀港,王哲铭,卢武.220 kV交联海缆的低频载流能力及温度场分布仿真研究[J].绝缘材料,2023(12):34-42. |
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作者姓名: | 吴冰洁 丁苒苒 陈晨 王耀港 王哲铭 卢武 |
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作者单位: | 1. 上海电力大学电气工程学院;2. 国网上海市电力公司培训中心;3. 国网上海市电力公司市区供电公司;4. 国网雄安新区供电公司 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51707113);;上海市“晨光计划”项目(21CGA63); |
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摘 要: | 柔性低频输电系统在提升输电容量、减小线路充电无功、改善输电通道末端电压质量等方面具有优越性,可以有效满足中、远距离海上风电高效汇集送出等迫切需求。为研究海底电缆在低频条件下的运行特性,本文搭建了考虑外界敷设环境影响下的220 kV交联聚乙烯电-磁-热-流多物理场耦合有限元仿真模型,分析了不同敷设段中50 Hz和20 Hz频率下运行的海底电缆稳态载流量和温度场分布情况,并基于IEC 60287:1995建立的海底电缆稳态热路模型和低频海缆发热仿真的典型案例,对有限元仿真进行验证。结果表明:在陆地段、入海段和海底段等不同敷设环境下,仿真模型的载流量和温度场分布计算结果与IEC解析公式的相对误差都在3%以内,表明本文提出的220 kV交联电缆温度场仿真模型具有较好的准确性和有效性;频率降低可以减小线芯交流电阻值、改善电缆导体中的电流分布、减小电缆各部分的运行损耗,从而降低电缆的整体运行温度,有利提升电缆的传输容量。
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关 键 词: | 海底电缆 低频输电 有限元仿真 载流量 温度场 |
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